磁控溅射WO_3薄膜的制备及其NO_2气敏特性研究

采用直流反应磁控溅射法,在室温条件下通过改变放电气体压强制备出具有不同膜密度的WO3薄膜。结构表征结果表明,由单斜晶WO3纳米颗粒组成的薄膜具有层状结构,随着放电气体压强的增加,膜密度呈下降趋势。气敏特性研究结果表明,由WO3薄膜制备而成的气体传感器在工作温度为200℃时获得对NO2气体的最大灵敏度,并在50~300℃的工作温度范围内对NO2气体均展现出良好的气敏特性。在相同的检测条件下,气体灵敏度随着膜密度的减少而增加。     

微结构气敏传感器敏感薄膜制备方法的研究

随着微结构气敏传感器的出现 ,金属氧化物半导体薄膜因具有灵敏度高、热质量小、批量制备一致性好等特点受到日益广泛的重视。本文比较了在微结构气敏传感器中三种方法制备的SnO2 敏感薄膜的结构和气敏响应特性。结果表明 ,用液涎生长和热氧化技术制备的SnO2 薄膜灵敏度高、稳定性好 ,但这种方法与lift off技术不兼容 ;室温直流溅射Sn然后热氧化方法制备的SnO2 薄膜虽然能采用lift off技术成形 ,但由于膜中晶粒结构和Sn/O比不合适使得它的气敏响应特性很差 ;室温混合气氛 (Ar/O2 比为 8∶2 )下射频溅射SnO2 靶然后退火制备的SnO2 薄膜 ,不仅对有机分子十分灵敏 ,而且与微电子工艺相容。室温射频溅射是制备微结构气敏传感器敏感薄膜较理想的方法     

TiO2基有机气体敏感元件的制备及性能研究

将多种金属氧化物掺入TiO2中,通过传统的陶瓷气敏传感器制备技术,制作了旁热式烧结型传感器,研究了这些传感器对有机挥发性气体(VOCs)的敏感特性。在不同浓度的甲醛、苯、丙酮和乙醇气氛中,测试了传感器的气敏特性。测试结果表明,添加In2O3、Cr2O3或SnO2能提高传感器对苯的灵敏度,添加In2O3或Cr2O3能提高传感器对丙酮的灵敏度,添加Cr2O3或SnO2的元件对甲醛气体较灵敏。此外,本文还研究了传感器陶瓷的烧结温度对传感器气敏特性的影响。     

超级电容器高比容(RuO_2/SnO_2)·nH_2O复合薄膜电极的研究

采用电沉积工艺制备超级电容器用钽基(RuO2/SnO2)·nH2O复合薄膜,研究了初始沉积液中Sn2+与Ru3+浓度比以及热处理对制备(RuO2/SnO2)·nH2O复合薄膜性能的影响.借助扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱对薄膜的形貌和物相进行分析,用循环伏安法(CV)对该复合薄膜电容特性进行了测量.结果表明,以沉积液中Sn2+与Ru3+浓度比为2:1时电沉积出的样品,在温度为300℃、热处理2.5h后所制备出的复合电极薄膜材料的比电容达到385F/g.     

掺杂型SnO2薄膜对乙醇的气敏特性

以SnCl4·5H2O、Ce(NO3)3·6H2O、CuCl2·2H2O、La(NO3)3·6H2O为原料,柠檬酸为络合剂,采用sol-gel法,浸渍提拉技术制备了纯SnO2及其掺杂薄膜.利用XRD分析方法进行了物相结构分析,研究了掺杂比对各掺杂SnO2薄膜元件气敏特性的影响.发现掺杂比相同时,掺杂Ce3+的SnO2样...     

基于WO_3薄膜的双声路声表面波型SO_2气体传感器

以金属钨粉,H2O2,CH3OH和PVP(聚乙烯吡咯烷酮)为原料,利用热喷射方法在双声路声表面波器件的测量声路上制作了细微多网孔状WO3薄膜,提出并实现了一种在常温下可以实现对二氧化硫(SO2)气体进行物理吸附和解吸附的基于WO3薄膜的双声路声表面波型SO2气体传感器.声表面波器件的双声路结构消除了由于外界测量条件改变引起的测量误差,也进一步提高了传感器的可靠性和准确性.实验结果表明,该传感器具有好的重复性,在测量范围内对各种浓度的SO2气体具有好的响应特性;传感器在0.5ppm到20ppm浓度范围内的线性灵敏度大约为6.8KHz/ppm.     

多孔硅气体传感器的制备及其气敏性能的研究

以P+型硅片为基底,利用双槽电化学腐蚀方法制备不同孔隙率的多孔硅(Porous Silicon),介绍多孔硅气体传感器的原理和优点,通过SEM和AFM对PS薄膜的表面形貌进行分析,研究不同孔隙率条件下PS薄膜的气敏灵敏特性.结果表明:随着孔隙率的增加,PS薄膜的响应/恢复时间不断减小,薄膜对空气中较低浓度的NO2(体积分数为0.1×10-6～6×10-6)具有优异的敏感特性和响应特性.     

聚吡咯/二氧化钛复合薄膜的制备及气敏性研究

运用静电力自组装和原位化学氧化聚合相结合的方法制备了聚吡咯/纳米二氧化钛(PPy/TiO₂)复合薄膜, 并进行了紫外－可见光谱分析和原子力显微镜分析. 采用平面叉指电极制备了PPy/TiO₂复合薄膜气体传感器, 研究了其在常温下对有毒气体NH₃和CO的敏感性. 最后测试了该传感器的温度湿度特性. 结果表明, 该传感器对NH₃具有较高的灵敏度, 对CO几乎没有响应. 同时讨论了复合薄膜沉积时间对气敏特性的影响, 实验表明当沉积时间为20min时, 该传感器的NH₃敏感特性最好.     

少量氧化锡掺杂提高三氧化钨探测H2S气体的气敏性能

为改善WO3基敏感材料的气敏性能,先采用液相还原法制备得到WO3粉体,再通过微波辅助液相法制备了SnO2掺杂量为0.5%、1%、3%、5%、10%(质量分数,下同)的SnO2-WO3复合材料。采用XRD和SEM对材料的物相、形貌进行了表征,并研究了掺杂SnO2对WO3气敏性能的影响。结果表明,掺杂3%的SnO2可显著提高WO3对H2S的灵敏度和选择性,在工作温度为160℃时,元件对体积浓度为10×10-6 H2S的灵敏度达65,对体积浓度为50×10-6 H2S的灵敏度高达169,且灵敏度与气体浓度呈现良好的线性关系。此外,纯WO3和SnO2(3%)-WO3材料在相对湿度RH=22%～64%时有良好的抗湿性。     

SnO2/Fe2O3双层薄膜的界面结构及其对气敏特性的影响

本文给出用等离子化学气相沉积 (PCVD)技术制备的SnO2 /Fe2 O3 双层薄膜结构的俄歇谱 (AES)剖面分析、透射电镜 (TEM)断面形貌和扫描电镜 (SEM)表面形貌的实验研究结果。AES剖面分析和TEM断面形貌图显示在SnO2 与Fe2 O3 界面区有一个约 35nm厚的过渡层存在 ,其质地松散。实验还发现这个界面过渡层的存在缓解了层间应力 ,增强了SnO2 薄膜的附着力 ,对该双层膜的气敏特性有明显的控制作用 ;但当SnO2 层厚大于 2 70nm时 ,其控制作用几乎完全消失     

Enhanced ferroelectric properties of multilayer SrBi2Ta2O9/SrBi2Nb2O9 thin films for NVRAM applications

Ferroelectric SrBi₂Ta₂O₉/SrBi₂Nb₂O₉ (SBT/SBN) multilayer thin films with various stacking periodicity were deposited on Pt/TiO₂/SiO₂/Si substrate by pulsed laser deposition technique. The X-ray diffraction patterns indicated that the perovskite phase was fully formed with polycrystalline structure in all the films. The Raman spectra showed the frequency of the O–Ta–O stretching mode for multilayer and single layer SrBi₂(Ta_0.5Nb_0.5)₂O₉ (SBNT) samples was 827–829 cm⁻¹, which was in between the stretching mode frequency in SBT (813 cm⁻¹) and SBN (834 cm⁻¹) thin films. The dielectric constant was increased from 300 (SBT) to 373 at 100 kHz in the double layer SBT/SBN sample with thickness of each layer being 200 nm. The remanent polarization (2P_r) for this film was obtained 41.7 μC/cm², which is much higher, compared to pure SBT film (19.2 μC/cm²). The coercive field of this double layer film (67 kV/cm) was found to be lower than SBN film (98 kV/cm).     

二甲基二氯化锡前驱体CVD制备SnO2∶F薄膜及其性能研究

采用二甲基二氯化锡(DMTC)为新前驱体,通过常压CVD法在硼硅玻璃基板上制备SnO_2∶F透明导电薄膜,研究了DMTC、TFA和H_2O的含量对薄膜结构及光电性能的影响,研究表明当F/Sn物质的量比为1∶1、H2O/Sn物质的量比为3∶2时,制备出可见光透过率84.17%、方块电阻9.2Ω/□且结晶性能良好的多晶SnO_2薄膜。通过与单丁基三氯化锡(MBTC)为前驱体所制备薄膜的性能进行比较,结果表明,两种前驱体所制备薄膜均具有四方金红石结构,利用DMTC不仅可以制备出与MBTC性能相近的薄膜,同时薄膜表面更加均匀。     

基于Si-NPA的WO3薄膜电容湿敏性能

采用匀胶旋涂技术将WO3溶胶沉积在硅纳米孔柱阵列(si-NPA)衬底上,经500℃退火制得WO3/Si-NPA复合薄膜.场发射扫描电镜和x射线衍射的表面形貌和结构分析表明,WO3在Si-NPA表面形成连续薄膜,且复合薄膜保持了Si-NPA规则阵列结构的特点.湿敏测试结果显示:在11%到95%的相对湿度范围内,WO3/Si-NPA湿敏元件输出电容强,且随测试频率的增加而单调降低;随着WO3薄膜厚度的增加,湿敏元件灵敏度明显增大,但元件相应的响应/恢复时间却延长.     

直流磁控溅射沉积WO3薄膜电致变色性能研究

以金属钨为靶材,采用直流反应磁控溅射方法,在玻璃上制备电致变色WO3薄膜.利用X射线衍射(XRD)方法对薄膜的结构进行了分析,得出了WO3薄膜的沉积工艺.制备了WO3/TTO/Glass电致变色器件,并对其性能进行了研究.结果表明在Li+注入前后,薄膜的透射率平均变化约50%,具有较好的可逆变色特性;Li+注入后,WO3薄膜中的一部分W6+变为W5+,转化比例约为25%.     

多孔SnO2薄膜的微弧氧化制备及光催化性能研究

为了推动SnO2光催化的实际应用,采用微弧氧化工艺在锡酸盐电解液中制备了SnO2薄膜,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见分光光度计对膜层的结构及光物理特性进行表征.结果表明:膜层由单一SnO2相组成,表面粗糙多孔,沉积的SnO2如树根状向四周延伸;内部致密,无孔洞,与基体结合良好.SnO2膜在紫外区吸光性能良好...     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.     

纳米TiO_2-WO_3复合涂层及纳米TiO_2/WO_3叠层涂层的制备及性能

为了解决电子池材料改性TiO2涂层暗态下无阴极保护作用的问题,用溶胶-凝胶法及浸渍提拉技术在304不锈钢表面制备了纳米TiO2-WO3复合涂层与纳米TiO2/WO3叠层涂层,用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)研究了2种涂层的表面形貌、成分,并用电化学方法研究了2种涂层的光阴极保护特性及耐腐蚀性能。结果表明:2种涂层表面均连续均匀,由Ti,W,O,C组成;紫外光照1 h时2种涂层均对304不锈钢有一定的光阴极保护作用,闭光后纳米TiO2/WO3叠层涂层的延时阴极保护作用远好于纳米TiO2-WO3复合涂层;2种涂层均对304不锈钢有防腐蚀作用,紫外光照射时纳米TiO2-WO3复合涂层的防腐蚀性比纳米TiO2/WO3叠层涂层的好。     

不锈钢基Al2O3/SiC双层薄膜的制备和性能

用磁控溅射法在奥氏体不锈钢上分别制备了SiC单层膜和Al2O3/SiC双层膜,研究了溅射气压,溅 射功率以及退火温度对性能的影响.对比了二者的结构、硬度以及耐腐蚀性.结果表明,Al2O3缓冲层降低了SiC薄膜与奥氏体不锈钢基底的热失配和晶格失配,减少了因其而产生的缺陷,从而改善了奥氏体不锈钢上SiC薄膜的结晶质量.     

Spray pyrolyzed β-In2S3 thin films: Effect of postdeposition annealing

Indium sulfide thin films prepared using spray pyrolysis, with In/S ratio 2/3 in the solution, were annealed in vacuum at 300 and 400 °C. The effect of this treatment on properties of the films was studied using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, optical absorption, transmission and electrical measurements. Optical constants of the films were calculated using the envelope method. Annealing did not affect the optical properties of the film much, but the resistivity of the films showed a drastic decrease and the grain size increased. In₂S₃ thin films have potential use as buffer layer in photovoltaic heterojunction devices.     

TiO2和WO3复合掺杂金属陶瓷的致密化及抗高温氧化性

采用真空烧结技术制备TiO_2和WO_3复合掺杂17Ni/(NiFe_2O_4-10NiO)金属陶瓷试样,研究TiO_2和WO_3复合掺杂剂对试样物相组成、显微组织、烧结致密化和抗高温氧化性的影响。结果表明:TiO_2和WO_3复合掺杂后无新相生成,而是固溶到NiFe_2O_4晶格中,产生晶格畸变和空位,使致密度提高;TiO_2和WO_3复合掺杂有利于17Ni/(NiFe2O_4-10NiO)金属陶瓷形成更加致密的具有氧化保护性的致密层,阻碍金属Ni向外迁移,提高试样的抗高温氧化性,其中TiO_2和WO_3复合掺杂量为2%(比例为3∶1)和3%(比例为1∶3)时,试样的抗高温氧化性最好,其氧化30h后的氧化层厚度大约为80μm,比未掺杂试样降低了38.46%。