氧控In2O3薄膜的光电性能

对比在控氧条件下制备态和退火态In₂O₃薄膜的微观结构和光电性能,分析两种状态中不同的氧作用机制。两种控氧行为都能够有效提高In₂O₃薄膜的晶格有序度和降低氧空位浓度,使其载流子浓度下降、迁移率提高和光学带隙变窄;等离子体制备过程中氧以高活性非平衡方式注入晶格,而退火时氧以低活性平衡态扩散的方式进入晶格;不同的氧作用机制使得退火态薄膜比制备态薄膜具有更少的结构缺陷、更高的氧空位浓度和更佳的透光导电性。     

反应溅射氧分压对In2O3薄膜光电转换性能的影响

用直流磁控溅射在不同溅射功率下制备不同厚度的In2O3薄膜。通过XRD分析薄膜结构,用紫外可见光谱分析薄膜的光吸收能力,并推导薄膜的光学带隙。结果表明,室温反应溅射条件下,直接溅射得到的薄膜都是非晶薄膜,且吸光度随制备氧分压的增大而减小,相同功率下,薄膜厚度随氧分压增大而减小,光吸收起始位置也随之蓝移。相同偏压下,薄膜的单色光转换效率(IPCE)随氧分压增大先减小后增大。在0.5 mol/L Na2SO4溶液中,0.26 Pa氧分压得到的样品IPCE为14.8%(λ=400 nm)。在1.0 V Ag/AgCl偏压下,0.26 Pa氧分压样品光电流为28μA/cm2。     

锌掺杂对In2O3电导和气敏性能的影响

用化学共沉淀法制备了Zn2+掺杂的In2O3微粉,研究了Zn2+对In2O3电导和气敏性能的影响.结果表明ZnO与In2O3间可形成有限固溶体In2-xZnxO3(0≤x≤0.10);Znin×缺陷电离的空穴对导带电子的湮灭,使固溶体电导变得很小;In1.95Zn0.05O3元件在223℃工作温度下对C2H5OH有很高灵敏度和良好的选择性,有望开发为一类新型酒精敏感材料.     

In2O3纳米纤维的制备及其导电性研究

利用静电纺丝技术结合热处理方法制备了一维多孔结构的In2O3纳米纤维。借助扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察纳米纤维的形貌结构;利用热重分析仪(TGA)分析前驱体复合纳米纤维的热处理过程;采用X射线衍射仪(XRD)分析不同煅烧温度下所得In2O3的晶体结构;利用四探针测试In2O3纳米纤维的导电性,并探讨煅烧温度对其导电性的影响。结果表明:静电纺前驱体复合纳米纤维成型良好,且经不同温度煅烧后产物仍保持纤维结构,但纤维直径明显减小。不同温度下煅烧所得In2O3均为立方铁锰矿型,随着煅烧温度的升高,In2O3纳米颗粒逐渐增大,晶体更加完整,导电性逐渐增强。     

室温下富氧空位In2O3微管的制备及其Cl2气敏性能研究

Cl₂作为消毒剂重要的工业原料,在当前疫情肆虐的情况下其需求量日益增大,而Cl₂是一种有毒气体,常见的金属氧化物半导体气敏材料对低浓度Cl₂响应低,因此开发对微量泄露灵敏的Cl₂传感材料具有重要意义。采用一种简便的NaBH₄还原方法,对脱脂棉模板法合成的In₂O₃微管材料进行处理,在室温条件下成功制备了具有丰富氧空位浓度的In₂O₃微管材料。利用XRD、SEM、XPS和EPR表征手段,考察了该方法对其晶体结构、微观形貌和氧空位的影响,结果表明,该方法只提高In₂O₃材料中的氧空位浓度而不对晶体结构和微观形貌产生影响。由气敏性能测试结果可知,NaBH₄处理后的In₂O₃微管比未处理的In₂O₃微管对相同低浓度Cl₂的响应...     

Ce掺杂Ca3Co4O9的高温热电性能

利用二次固相反应方法制备了Ce掺杂的Ca3Co4O9热电材料(CexCa3-xCo4O9,x=0、0.1、0.3),并测试了样品的微观结构和高温热电性能。测试结果表明,Ce替代Ca可有效调制Ca3Co4O9的热电参数;随着温度的升高,样品的电阻率和热导率降低,See-beck系数增大。在973K的温度下,Ce0.1Ca2.9Co4O9具有最高的热电性能(ZT=0.23)。     

电纺In2O3纳米材料在气体传感器中的应用研究进展

In2O3纳米材料因其具有载流子的量子限域效应而表现出新颖的电学、光学性质,在超灵敏气体传感器研究领域具备潜在的应用价值。静电纺丝技术被广泛应用于纳米材料的制备,是制备In2O3纳米材料最有效的方法之一。本文综述了静电纺丝In2O3纳米材料在气体传感器中的应用现状,并提出了今后的研究方向。     

In2O3/InNbO4复合材料的热电性能研究

In₂O₃作为一种良好的光电和气敏材料, 因高温下具有优异的热电性能在热电领域也获得广泛关注。本研究通过固相反应法结合放电等离子烧结(SPS)成功将原位自生的InNbO₄第二相引入到In₂O₃基体中, 优化了块体样品的制备工艺。同时, InNbO₄改善了样品的电输运性能, 使载流子浓度明显提高, 在1023 K时电导率最高可达1548 S·cm^-1, 高于大多数元素掺杂的样品。其中, 0.998In₂O₃/0.002InNbO₄样品的热电性能测试表明, 在1023 K时, 其功率因子可达到0.67 mW·m^-1·K^-2, 热电优值(ZT)达到最高值0.187。综上所述, 通过在In₂O₃中原位复合InNbO₄第二相可以很好地改善In₂O₃基热电陶瓷的电性能, 进而调控其高温热电性能。     

Bi2O3助熔剂对CaO-B2O3-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷复合材料性能的影响

以CaO-B₂O₃-SiO₂(CBS)玻璃粉体和Al₂O₃陶瓷粉体为原料,通过在CBS与Al₂O₃的质量比固定为50:50的玻璃-陶瓷复合材料中添加适量的Bi₂O₃作为烧结助熔剂,探讨了Bi₂O₃助熔剂对CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能、抗弯强度和热膨胀系数的影响规律.研究表明:Bi₂O₃助熔剂能通过降低CBS玻璃的转变温度和黏度促进CBS/Al₂O₃复合材料的致密化进程,于880 ℃下烧结即能获得结构较致密、气孔较少的CBS/Al₂O₃复合材料.然而,过量添加Bi₂O₃将使玻璃的黏度过低,从而恶化CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能及抗弯强度.当Bi₂O₃的添加量为CBS/Al₂O₃复合材料的1.5wt%时,于880 ℃下烧结即能获得最为致密的CBS/Al₂O₃复合材料,密度为2.82 g·cm^-3,这一材料具有良好的介电性能(介电常数为7.21,介电损耗为1.06×10^-3),抗弯强度为190.34 MPa,0~300 ℃的热膨胀系数为3.52×10^-6 K^-1.     

超声化学结合放电等离子烧结制备In4Se3化合物的热电性能研究

采用超声化学和后续还原热处理工艺合成了单相In4Se3化合物粉体,并结合放电等离子烧结技术(SPS)制备了致密的块体材料.对所得的块体材料的微结构和热电传输性能进行了系统研究.结果表明,块体样品的晶粒细小、排列紧密并存在显著的择优取向,同时样品中存在大量精细的层状结构,这使得块体样品的电热传输性能也表现出明显的各向异性.由于具有较高的Seebeck系数和较低的热导率,沿着SPS压力方向上样品表现出较好的热电性能,其最大ZT值在700 K可达到0.56,这与其它物理技术制备的In4Se3多晶材料的性能相当.     

In:Ga2O3氧化物半导体晶体的生长与性能研究

β-Ga₂O₃晶体是一种新型宽禁带氧化物半导体材料, 本征导电性差。为了在调控导电性能的同时兼顾高的透过率和结晶性能, 离子掺杂是一种有效的途径。采用光学浮区法生长出ϕ8 mm×50 mm蓝色透明In:Ga₂O₃晶体, 晶体具有较高的结晶完整性。In³⁺离子掺杂后, β-Ga₂O₃晶体在红外波段出现明显的自由载流子吸收, 热导率稍有减小。室温下, In:Ga₂O₃晶体的电导率和载流子浓度分别为4.94×10^-4 S/cm和1.005×10¹⁶ cm^-3, 其值高于β-Ga₂O₃晶体约1个数量级。In:Ga₂O₃晶体电学性能对热处理敏感, 1200℃空气气氛和氩气气氛退火后电导率降低。结果表明, In³⁺离子掺杂能够调控β-Ga₂O₃晶体的导电性能。     

La_2O_3和Y_2O_3掺杂ZrO_2复合材料的高温相稳定性、抗烧结性及热导率

采用化学共沉淀煅烧法制备不同La2O3掺杂量的La2O3-Y2O3-ZrO2(YSZ)复合陶瓷粉末,研究该复合陶瓷粉末的高温相稳定性、抗烧结性及热物理性能,并与传统应用的YSZ陶瓷粉末进行对比,以探讨La2O3-YSZ作为热障涂层材料应用的可能性。采用XRD分析陶瓷粉末的晶体结构和物相组成,研究La2O3掺杂量对YSZ高温相稳定性的影响。采用SEM观察陶瓷烧结体的微观形貌,研究La2O3掺杂对YSZ抗烧结性的影响。采用激光脉冲法测定热扩散率,通过计算得到材料的热导率。结果表明:YSZ和不同La2O3掺杂量的La2O3-YSZ均由单一的非平衡四方相ZrO2(t′-ZrO2)组成。经1 400℃热处理100h后,YSZ中t′-ZrO2完全转变为立方相ZrO2(c-ZrO2)和单斜相ZrO2(m-ZrO2),在0.4mol%~1.4mol%La2O3掺杂范围内,La2O3-YSZ的相稳定性均优于YSZ,其中1.0mol%La2O3掺杂的YSZ(1.0mol%La2O3-YSZ)经热处理后无m-ZrO2生成,表现出良好的高温相稳定性。此外,1.0mol%La2O3-YSZ较YSZ具有较高的抗烧结性和较低的热导率。在室温至700℃范围内,1.0mol%La2O3-YSZ的热导率为1.90~2.17 W/(m·K),明显低于YSZ的热导率(2.13~2.33 W/(m·K))。     

通过等价和异价元素掺杂促进YbMg2Sb2热电性能提升（英文）

由于其电热输运性能便于调控,锑基Zintl相化合物AM2Sb2(A=Ca,Sr,Ba,Yb,Eu;M=Mg,Zn,Cd,Mn)被认为是一类重要的热电材料.本文通过在YbMg2Sb2中掺入等价的元素Zn和异价元素Ag,实现了声子和载流子的输运性能优化.首先,体系YbMg2-xZnxSb2室温热导率从1.96 W m^-1K^-1降低至1.15 W m^-1K^-1,这是由于形成YbMg2Sb2-YbZn2Sb2的固溶体带来的合金化散射效应.其次,掺杂Ag可以增加载流子浓度,其数值在室温下从0.42×10^19cm^-3提升至7.72×10^19cm^-3,从而有效地提高了电导率和功率因子.通过综合两方面的协同效应使得体系zT在703 K时达到0.48,比纯样品YbMgZnSb2高60%.     

In2O3纳米棒的制备与表征

以非离子表面活性剂作为形貌控制剂，采用溶胶-凝胶法制备In2O3纳米棒前驱物，经500℃煅烧1h，成功制备了长约120nm，直径20nm的In2O3纳米棒。根据综合热分析（TG—DSC）结果，前驱体是In（OH）3部分脱水的In2O（OH）4干凝胶；计算表面活性剂分子的几何排列参数P在1／3～1／2之间，确定体系形成的是棒状胶团，并对其影响因素和机理进行了讨论。     

Ga掺杂Zn4Sb3体系热电性能的研究

首先在5-310K温度范围内，研究了Ga替代对化合物（Zn1-xGax）4Sb3的低温热电性能的影响。研究发现相对于无掺杂的Zn4Sb3，（Zn1-xGAx）4Sb3（x≠0）的低温热导率明显减小，而且随着Ga替代量的增加而不断减小。另外，轻掺杂条件下（X≤0．15），掺杂后的电阻率和热电势都减小．而随后对β-Zn4Sb3和β-（Zn0.85Ga0.15）4Sb3的高温（300-670K）热电性能进行了测量，结果充分表明合适量的Ga替代Zn（比如x=0．15），可以优化β-Zn4Sb3的高温热电性能。     

NiO/In2O3纳米复合材料的制备及气敏性能研究

采用水热法结合水浴法制备出了NiO/In2O3纳米复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等对其微观形貌和晶相进行表征分析。表征结果表明,制备所得In2O3纳米微球直径为200~300 nm,其表面均匀包覆厚度约为20 nm的NiO纳米片。气敏测试结果表明,基于NiO/In2O3异质结纳米复合材料的气体传感器对甲醛的最佳工作温度为220℃;在最佳工作温度下,对浓度为1×10^-5的甲醛气体响应可达到20,响应/恢复时间分别为4 s/16 s,且具有较好的重复性和选择性。最后,对分级结构及p-n异质结对其气敏机理进行了探讨。     

氧化铟-稀土氧化物共掺CeO2基导电电解质材料的制备与表征

设计了以氧化铟与稀土氧化物（La2O3或Nd2O3）为共同掺杂元素的新型掺杂技术，并利用以聚乙烯醇为聚合剂的化学合成方法制备了CeO2基氧离子导电电解质材料。X射线衍射分析表明，本实验采用的湿化学合成方法容易获得具有纳米结构的高纯氟化钙型结构的CeO2基导电材料．材料导电性的交流阻抗测试分析说明，适当比例的氧化铟与稀土氧化物共掺能有效提高CeO2的导电性；其导电性比相同合成方法制备的Sm2O3掺杂CeO2的导电性更好。利用有效离子半径和相关结合焓理论分析了不同掺杂氧化物对CeO2基材料离子导电性影响。     

V_2O_5与Al_2O_3复合改性CaSiO_3陶瓷的烧结性能与微波介电性能

为降低CaSiO3陶瓷的烧结温度,通过在CaSiO3粉体中添加1wt%的Al2O3以及不同量的V2O5,探讨了V2O5添加量对CaSiO3陶瓷烧结性能、微观结构及微波介电性能的影响规律。结果表明:适量地添加V2O5除了能将V2O5-Al2O3/CaSiO3陶瓷的烧结温度从1 250℃降低至1 000℃外,还能抑制CaSiO3陶瓷晶粒异常长大并细化陶瓷晶粒。在烧结过程中,V2O5将熔化并以液相润湿作用促进CaSiO3陶瓷的致密化进程;同时,部分V2O5还会挥发,未挥发完全的V2O5将与基体材料反应生成第二相,第二相的出现将大幅降低陶瓷的品质因数。综合考虑陶瓷的烧结性能与微波介电性能,当V2O5添加量为6wt%时,V2O5-Al2O3/CaSiO3陶瓷在1 075℃下烧结2h后具有良好的综合性能,其介电常数为7.38,品质因数为21 218GHz。     

氨化Si基Ga2O3/In2O3制备GaN薄膜

研究了Ga2O3/In2O3 膜反应自组装制备GaN薄膜,再将Ga2O3/In2O3膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜,用X射线衍射 (XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行结构、形貌的分析.测试结果表明,用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,且900℃时成膜的质量最好.