离子束溅射沉积Al2O3纳米薄膜AFM及XPS分析

在单晶Si基片用离子束溅射沉积法制备了1～100nm的Al2O3纳米薄膜.利用原子力显微镜分析和研究了不同厚度Al2O3纳米薄膜的表面形貌,并用X射线光电子能谱(XPS)仪和X射线衍射仪分别对100 nm的Al2O3纳米薄膜表面结构和成分进行了表征,结果表明:薄膜厚度在1～50 nm范围时,颗粒形态随着薄膜厚度的变化逐...     

衬底效应对LiTaO3薄膜制备的影响

用溶胶凝胶法在N型硅、P型硅、石英、铂、镍衬底上制备了钽酸锂(LiTaO3)薄膜,用XRD和SEM对钽酸锂薄膜性能参数进行了表征;发现掺杂少量环氧树脂能提高钽酸锂薄膜的均匀性,改善薄膜与衬底的粘附性;研究了衬底效应与薄膜厚度的关系,薄膜厚度超过0.2 μm,Ni衬底的XRD峰值强度几乎不再出现,说明衬底对薄膜初始结晶取向有重要影响;利用不同衬底上生长钽酸锂薄膜,XRD研究结果表明:N型硅、P型硅、石英衬底上只能制备多晶钽酸锂薄膜,铂衬底上制备的钽酸锂薄膜在(012)晶向有强大的择优取向性,镍衬底上制备的钽酸锂薄膜有更好的C轴择优取向性,C轴择优取向系数可达0.082。     

高质量密度储氢材料-氨基化合物的合成

采用真空蒸发法制备了氨基化锂LiNH2(+2·LiH)薄膜,即首先将Li真空镀膜到金属基板上,然后经氮化、氢化处理合成LiNH2薄膜.此外,真空蒸发法也用于Mg部分置换Li后薄膜的制备.实验结果证明,与传统的粉末状试样相比,薄膜状试样能够在更低的温度下释放出氢气.研究表明采用包括真空蒸发法等非传统方法合成金属络合物储氢材料对进一步提高其储放氢特性具有良好的效果.     

直流和射频反应溅射CoTiO_2薄膜研究

通过直流对靶反应溅射和射频反应溅射工艺制备了系列磁性金属Co掺杂TiO2薄膜样品.通过原子力显微镜和磁力显微镜研究掺杂样品的结构,利用振动样品磁强计研究系列样品的磁性能,对比不同反应溅射方法制备薄膜的性质和结构.经研究发现,射频溅射法制备的样品表面致密程度优于直流溅射法,薄膜表面十分光滑,结构致密,饱和磁化强度略强,薄膜磁性的方向各向异性明显.     

原子层沉积技术在能源存储和转换材料中的应用

为了应对日益加重的能源危机和环境污染问题,二次能源技术得到了越来越多的重视,发展新一代能源材料是其中的关键。原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,ALD)是一种有效的材料沉积和表面改性技术。ALD技术在基底表面沉积的薄膜具有致密、均一的特点,并且能够有精确控制微纳米级至亚纳米级厚度的薄膜的生长。该技术能够制备多种具有优良特性的金属单质、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物薄膜材料,因而在众多方面得到了研究应用。本文简要介绍了原子层沉积技术的相关原理,在锂离子电池、锂硫电池和燃料电池方面的应用成果,并对原子层沉积技术在能源存储和转化材料中的应用前景进行了展望。     

Ag掺杂纳米TiO2薄膜制备及其结构表征的研究

以钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸银为原料,硝酸作为催化抑制剂,采用溶胶-凝胶法获得前躯体,将前躯体煅烧制备了Ag掺杂纳米TiO2粉体和薄膜.采用DTA-TG对前躯体的热分解行为进行研究,利用XRD对制备的粉体TiO2产物的晶型、粒度和粒径分布分析,并利用SEM对薄膜的表面形貌和颗粒粒度进行表征观察.试验结果表明,纳米TiO2产物的晶型为锐钛矿型,其中在350℃煅烧的粉体和薄膜中,晶粒平均粒径为十几纳米左右,粒径分布较窄,且薄膜表面厚度分布均匀.     

浅谈自组装膜引导二氧化钛沉积的研究

纳米薄膜或涂层材料已成为现代材料科学的一个重要分支。在此研究了磷酸化功能膜层引导纳米二氧化钛薄膜的沉积生长规律,并在单晶硅表面制备出了与基底结合紧密的纳米尺度的二氧化钛薄膜。在有机硅烷小分子磷酸化的基片上,成功制备了二氧化钛薄膜。利用X-光电子能谱、X-射线衍射仪、原子力显微镜等方法对沉积生成的二氧化钛薄膜进行了研究,...     

TiO2与聚合物复合薄膜的制备及表征

以钛酸丁酯[(C4H9O)4Ti]为前驱物制备了TiO2胶体，采用离子自组装的方法在普通载玻片表面制备了透明的TiO2纳米粒子／聚4苯乙烯黄酸钠（PSS）复合薄膜，随着镀膜次数或薄膜厚度增加，TiO2/PSS薄膜的透光率呈周期性变化；透射电镜（TEM）测试结果表明，薄膜均匀，薄膜中的TiO2呈板钛矿，光电子能谱仪（XPS）实验结果表明薄膜中含有Ti、O、C元素，载玻片表面完全被TiO2纳米薄膜所覆盖。     

溶胶凝胶法制备纳米TiO2薄膜及其性能的研究

目的 制备纳米TiO2薄膜并研究涂膜层数与催化性能的关系.方法 采用溶胶凝胶法并利用提拉技术制备纳米TiO2薄膜.应用朗伯-比尔定律分析其光催化活性,利用金相显微镜观察单层和多层薄膜的表面形貌,用红外光谱和XRD分析所制备薄膜材料的结构,利用甲基橙溶液研究该薄膜的光催化性能.结果 溶胶凝胶法在500℃的热处理温度制备了结晶良好的锐钛矿相结构的纳米TiO2薄膜材料,晶粒尺寸为40～80 nm;控制提拉速度和加入乙酰丙酮,能使薄膜的缺陷减少;涂膜层数为5层时光催化性能比1层到4层时好,这是由于5层时薄膜表面更均匀、更致密,但是层数增加也使薄膜的内应力增加,致使表面产生裂纹.结论 涂膜层数增加均使TiO2光催化性能得到提高,镀膜层数较少时,膜层较好,5层镀膜时膜层产生了裂纹.     

二氧化锰/普鲁士蓝纳米复合薄膜的制备及其电致变色性能

采用两步电沉积法在导电玻璃表面成功制备了二氧化锰/普鲁士蓝纳米复合薄膜。首先,以四水乙酸锰和无水硫酸钠为原料配制电解质溶液,通过电沉积法直接在导电玻璃表面沉积纳米二氧化锰薄膜。其次,以铁氰化钾、氯化钾和无水氯化铁为原料配制电解质溶液,沉积普鲁士蓝薄膜,表征了复合薄膜的结构,分析了复合薄膜的电致变色特性。结果表明,电沉积得到的二氧化锰为片状结构,且片的厚度小于10 nm,沉积在二氧化锰纳米片上的普鲁士蓝呈球状结构,直径约200 nm,形成了致密的、有裂纹的膜层。所制备的复合薄膜具有良好的电致变色性能。在400～800 nm的可见光范围平均光调制幅度达到52%,着色时间和褪色时间分别为4.3 s和3.6 s,着色效率达到68.4 cm2/C。     

仿生凹坑与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能

为了探讨凹坑形态与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能,采用激光技术和电沉积技术制备了由凹坑形态和纳米碳化硅/镍基复合镀层构成的仿生耦合表面,并进行了摩擦和磨损试验。结果表明,仿生耦合表面的磨损性能高于单纯复合镀层的磨损性能;随着磨损载荷的增加和磨损时间的延长,试样表面磨损机制由以塑性磨损为主逐渐转变成以粘着磨损、磨粒磨损为主的磨损机制。     

激光诱导化学气相沉积制膜技术

综述了LCVD制备薄膜的原理和特性，国内外对LCVD的研究应用情况及目前最新的研究方向.阐明了LCVD技术在制备薄膜过程中的生长低温化及高精度膜厚的可控制性能等特点。分析了激光功率、反应室气压及基材预处理等参数对薄膜质量的影响。     

用杂交技术制备厚膜—架起了溶胶-凝胶与传统陶瓷制备工艺之间的桥梁(英文)

介绍了用杂交工艺制备铁电厚膜,这种新的制备技术结合了溶胶-凝胶湿化学方法与传统陶瓷制备工艺。并以可调的微波钛酸锶钡厚膜材料的制备与性能的表征为例,来阐述这种新工艺。结果表明,采用这种创新的杂交工艺,沉积在硅和氧化铝基片上的钛酸锶钡厚膜,可以在低的热处理温度600～700℃成功获得。并且这种工艺可以灵活地制备厚度在几个到几十个微米的致密的、无裂纹和均匀的陶瓷厚膜,制备技术重复性好。厚膜的性能显示:在100 kHz,可轻易得到厚膜的介电损耗低于10-3,可调度为30%～50%之间。     

尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4薄膜的制备及电化学研究进展

系统地介绍了LiNi0.5Mn1.5O4薄膜的制备方法:静电喷雾沉积、电泳沉积、溶胶凝胶、脉冲激光溅射沉积及射频磁控溅射沉积,分析了这些制备方法对LiNi0.5Mn1.5O4薄膜结构和电化学性能的影响机制. 其中,脉冲激光溅射沉积法和射频磁控溅射沉积法制备的薄膜因具有致密性好、附着力强、表面均匀、厚度易控等优势,近年来正逐渐受到重视. 并提出通过掺杂、表面修饰、优化成膜参数、缩小晶粒尺寸、添加缓冲材料等一系列有效途径, 提高LiNi0.5Mn1.5O4正极薄膜的循环稳定性及锂离子扩散系数.     

电泳沉积法制备三氧化钨薄膜

研究了由WO3溶胶采用电泳沉积法制备WO3薄膜,讨论了电流密度、溶胶陈化时间、溶胶浓度、溶胶pH值对制备WO3薄膜厚度的影响;及膜厚与沉积时的电流密度对薄膜与基底结合力的影响.通过TGA-DTA和IR分析探讨了固体薄膜在热处理过程中的结构变化.     

Influence of thickness on the properties of solution-derived LiMn<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> thin films

LiMn₂O₄ thin films of different thickness were derived from solution deposition and heat treated by rapid thermal annealing. The phase identification and surface morphology were studied by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The electrochemical properties of the films were examined by galvanostatic charge-discharge experiments and electrochemical impedance spectroscopy. LiMn₂O₄ thin films of different thickness derived from solution deposition and rapid thermal annealing are homogeneous and crack free with the grain size between 20 nm and 50 nm. The specific capacity of these films is between 42 and 47 μAh·cm²·μm⁻¹. The capacity decreases with the increase of discharge current density. The capacity loss per cycle increases from 0.012% to 0.16% after being cycled 50 times as the film thickness increases from 0.18 μm to 1.04 μm. The lithium diffusion coefficients of these films are in the same order of 10⁻¹¹ cm²·s⁻¹.     

脉冲电弧离子源镀膜均匀性研究

薄膜厚度的均匀性是影响沉积方法应用的一个重要因素，利用脉冲电弧离子镀技术在硅基片上沉积类金刚石薄膜，并用轮廓仪对薄膜的厚度进行测量，研究了不同参数对薄膜均匀性的影响。结果表明：离子源阴极和基片的距离、主回路工作电压以及沉积频率都不同程度地影响薄均匀性，文章还就不同类型离子源对薄膜均匀性的影响进行了探讨。     

沉积压力对磁控溅射Mg薄膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法在氧化锆固体电解质表面制备了Mg金属薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积压力（0.9～2.1 Pa）对薄膜形貌和结构的影响.结果表明：随着沉积压力的提高,薄膜结晶程度逐渐变差,晶粒尺寸减小,表面粗糙度增大;薄膜呈（002）择优生长的柱状晶结构,且随着沉积压力的提高薄膜厚度先增加后减小.     

Ar/CH_4流量比对a-C∶H薄膜沉积速率及性能的影响

为研究气体流量比对非平衡磁控溅射沉积含氢类金刚石薄膜（Diamond-Like Carbon,DLC）沉积速率及性能的影响,在不同Ar/CH4流量比条件下将a-C∶H沉积在单晶硅基底,采用傅里叶红外光谱、椭偏仪、表面轮廓仪对薄膜的沉积速率、光学特性及表面粗糙度进行研究.实验结果表明：引入甲烷气体后,非平衡磁控溅射沉积a-C∶H薄膜沉积速率大幅度提高;在3～5μm波段硅基底上镀制a-C∶H膜具有良好的红外增透特性,薄膜峰值透射率明显受到Ar/CH4流量比的影响,Ar/CH4流量比1∶3时,制备的a-C∶H峰值透过率可达69.24%;a-C∶H薄膜的折射率和消光系数随着CH4流量的增加而增大;a-C薄膜的粗糙度要优于a-C∶H薄膜,a-C∶H薄膜的粗糙度随厚度的增加而变大.     

化学气相沉积法制备碳化铬薄膜的研究

以三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮）化铬为前驱体,采用化学气相沉积（CVD）法在氧化铝（Al₂O₃）陶瓷基板上制备碳化铬（Cr₃C₂）薄膜,其中沉积温度为723 K至923 K,沉积时间为1 200 s。研究了不同沉积温度对Cr₃C₂薄膜的相组成、择优取向、宏观表面、微观结构及电学性能的影响。结果表明,在723 K至923 K下制备得到具有高度（130）择优取向的Cr₃C₂薄膜。随着沉积温度的升高,Cr₃C₂薄膜表面先由光滑变粗糙,后逐渐变光滑;薄膜晶粒呈椭球型生长;薄膜的厚度先增加后减小,从而导致电阻先减小后增大。在798 K时制备得到厚度最大且电阻最小的（130）择优取向的最佳Cr₃C₂薄膜。同时,在实验条件下Cr₃C₂薄膜表面存在少量的碳和Cr₂O₃。