铁酸铋薄膜的溶胶-凝胶法制备及电性能研究进展

铁酸铋是唯一一种在室温下存在的单相多铁材料,因其具有较高的铁电居里温度、较大的剩余极化强度、较小的禁带宽度和多铁特性,受到国内外的广泛关注。溶胶-凝胶法是制备铁酸铋薄膜的一种常见方法。综述了近年来溶胶-凝胶法制备铁酸铋薄膜的研究进展,详细阐述了制备工艺参数(前驱液、退火温度、退火气氛、底电极)与掺杂对铁酸铋薄膜电性能的影响;分析了不同制备工艺导致薄膜电性能出现差异的原因;归纳、总结出了目前溶胶-凝胶法制备铁酸铋薄膜的较佳工艺条件;最后,指出了亟待解决的问题。     

热解温度对镧、锰共掺杂铁酸铋薄膜铁电性能的影响(英文)

在不同热解温度下,采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备镧、锰共掺杂铁酸铋铁电薄膜Bi0.9La0.1Fe0.95Mn0.05O3(BLFMO)。利用热失重仪(TGA)分析BLFMO原粉的质量损失,用 X 射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)分析 BLFMO 薄膜的晶体结构和表面形貌。在热解温度为420℃时,得到BLMFO薄膜的剩余极化值为21.2μC/cm2,矫顽场为99 kV/cm,漏电流密度为7.1×10-3 A/cm2,说明薄膜在此热解温度下具有较好的铁电性能。     

掺杂Fe~(3+)与La~(3+)离子的TiO_2薄膜光反应活性的研究(英文)

利用溶胶-凝胶技术在载玻片衬底上制备了透明的TiO2薄膜。为了增强TiO2薄膜的光反应活性,对TiO2薄膜分别进行了不同浓度的Fe3+和La3+离子掺杂。离子掺杂的TiO2薄膜在可见光区有良好的透光性,通过降解罗丹明B染料溶液,评估了掺杂Fe3+和La3+离子的TiO2薄膜的光反应活性。结果表明,当Fe和La的原子分数比为0.5at%时增强了TiO2薄膜的光反应活性。     

BST铁电薄膜的水基溶胶-凝胶工艺

采用水基溶胶-凝胶工艺成功地制备了成分均匀的Ba0 7Sr0.3TiO3/Si铁电薄膜.利用光镜、SEM、TEM、XRD等手段对溶胶-凝胶和薄膜的结构、形貌进行了表征,分析了水解聚合过程和水解程度对溶胶-凝胶产物的影响,研究了工艺条件对薄膜质量的影响,讨论了热处理条件对薄膜结晶性能的影响.研究结果表明,采用较高浓度的水基前驱体,有利于薄膜的形成和均匀性.溶胶浓度0.56 mol/L,pH值5.5,陈化时间48～72 h,可以获得较好质量的薄膜;XRD分析表明薄膜650℃处理后已经形成了钙钛矿相的结构.     

Si衬底Al_2O_3:Eu~(3+)薄膜的溶胶-凝胶法制备及其发光性能

采用溶胶-凝胶法在Si衬底上制备Al2O3:Eu3+薄膜;并采用DTA-TG、XRD、SEM、AFM及光致发光光谱对其进行一系列表征,分析Al2O3:Eu3+薄膜的发光机制,探讨热处理温度和Eu3+掺杂浓度对发光性能的影响规律。结果表明,采用溶胶-凝胶法制备工艺,得到发光强度高的Al2O3:Eu3+薄膜,薄膜的最佳激发波长为265nm,Eu3+的最佳掺杂浓度为10mol%,在265nm光激发下,最强的发射峰出现在617nm附近;采用溶胶-凝胶法制备得到Al2O3:Eu3+薄膜表面致密、平整且无裂纹产生,表面粗糙度约为1.4nm,有利于硅基光电子器件的制备和应用。     

溶胶-凝胶法制备PST铁电薄膜

为了制备非致冷红外焦平面阵列,采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备出了PST铁电薄膜材料,研究了PST薄膜的结构及介电、铁电性能.XRD谱分析显示,PST膜呈现纯钙钛矿结构.SEM电镜照片显示,PST膜厚均匀一致,无裂纹、高致密.在室温且频率为1kHz时,PST膜介电常数为570,介电损耗为0.02,其热释电系数最大值为7.4×10-4C·m-2·K-1.     

Zn掺杂制备介电可调PST薄膜

采用溶胶凝胶工艺,在ITO透明导电玻璃基板上成功地制备了Zn掺杂的Pb0.4Sr0.6TiO3(PST)铁电薄膜.XRD结果表明:550℃和600℃不同热处理条件下烧结的薄膜均呈单一的钙钛矿相结构.在不同外加直流电场下测试Zn 掺杂PST薄膜的介电性能,研究薄膜的介电可调性与热处理温度及过程的关系.发现550℃条件下制备得到的Zn掺杂PST薄膜几乎没有介电可调性,而在600℃条件下制备的Zn掺杂PST薄膜具有明显的介电可调性.另外,600℃条件下制备的Zn掺杂PST薄膜,其可调性随着保温时间和冷却时间的延长有所增加,介电损耗随保温时间和冷却时间的增大而减小.     

FTO/SiO_2复合薄膜的制备及电阻（英文）

采用溶胶-凝胶法制备了FTO/SiO_2复合薄膜。使用扫描电镜、X射线衍射仪、厄氏粘度计和表面四点探针等手段,研究了乙醇与正硅酸乙酯比例、水与正硅酸乙酯比例、掺杂F、薄膜的厚度、热处理温度、溶胶黏度、薄膜表面形貌、组织结构和电阻等制备参数和性能特征。适合于制备FTO/SiO_2复合薄膜的SiO_2溶胶最佳的参数为EtOH/TEOS/H2O为4/2/1,pH为3。加热会导致薄膜产生裂纹,加热速度控制在0.25℃/min时,薄膜表面完好。掺杂F可以明显地改善薄膜的导电性,随F的掺杂浓度增加,电阻明显减小,最佳的F掺杂浓度为5mol%。在500℃以下,随热处理温度的提高,膜的导电性增加。导电性也随薄膜厚度的增加而增加。当F掺杂浓度为5mol%,薄膜厚度为1+3层溶胶,热处理温度为500℃时,FTO/SiO_2薄膜的方块电阻为270?/□。     

Gd掺杂PZT铁电薄膜的微观结构和铁电性研究

采用溶胶-凝胶技术制备稀土Gd掺杂的PZT(PGZT)前驱体溶胶.以(111)Pt/Ti/SiO2/Si(100)为衬底,采用旋涂法和快速热处理技术制备PGZT薄膜.X射线衍射(XRD)分析结果表明,450℃预烧,650℃快速热处理得到(100)择优取向的薄膜.用扫描电镜(SEM)对稀土Gd不同掺入量薄膜的表面形貌进行分析,薄膜的表面平整,无裂纹;用原子力显微镜(AFM)对薄膜表面的粗糙度进行分析.PGZT薄膜铁电性能测试结果表明,1%(摩尔分数,下同)Gd-PZT薄膜的剩余极化强度(2Pr)为46.373μC/cm2,经1010次极化循环后,剩余极化值减小45%;当Gd掺入量大于1%时,薄膜的剩余极化强度减小.对稀土Gd3+掺杂改性机理进行初步分析,可能是由于稀土掺入量小于1%时,稀土起施主掺杂剂作用,而施主掺杂可以明显改善PZT的疲劳特性;当稀土掺入量大于1%时,稀土起受主掺杂剂作用.     

掺杂浓度对Al-F共掺杂ZnO透明导电薄膜性能的影响

通过溶胶-凝胶法制备了不同Al-F掺杂浓度的ZnO薄膜,研究了薄膜的晶体结构、表面形貌、电阻率和透光性随着掺杂浓度的变化情况。结果表明：制备的ZnO∶F∶Al薄膜具有高度的C轴择优取向性,薄膜表面平整、晶粒均匀致密。当Al3＋和F-的掺杂浓度皆为0.75at%时,薄膜的平均晶粒尺寸最大为43.8nm;导电性能最好,电阻率可低至1.02×10^-2Ω.cm;在可见光范围内薄膜的平均透过率超过90%,吸收边出现明显的蓝移现象。     

An investigation on linear optical properties of dilute Cr doped ZnO thin films synthesized via sol-gel process

Cr doped ZnO thin films were prepared via sol-gel method. The effects of dopant concentration (0%, 1.5% and 3%) annealing temperature and film thickness on UV-Vis spectra of prepared films were investigated. Also, the thickness and surface topology of thin films were investigated by thickness profile meter (DEKTAK) and Atomic Force Microscopy (AFM), respectively. In addition, the band gap and Urbach energy of prepared films were calculated completely for the samples. The results showed that by increasing the dopant concentrations, the microstrain of the prepared thin film structures also increases while the band-gap values decrease. Meanwhile, an increase in annealing temperature makes a decrease in band gap and microstrain of thin films. The increase in thickness resulted in red shift in band gap and reduction in interior microstrains.     

Comparison of photocatalytic activity of TiO2 film doped nonuniformly by Mn and Zn

1INTRODUCTIONHeterogeneous photocatalysis attracts muchattention as a friendly environment technique valu-able for water and air purification.However,thereare some problems in application,and one of thekey problems is the low photon-quantum efficien-cy.From1990s,the modification of Ti O2by metalions has become a hot topic,andthe effect of metal(such as Cu,Fe,Ag,Au,Pt,W,V,Pb,Cr,Rh,Co and Ni)ions doping on photocatalytic ac-tivity of Ti O2has been studied widely[14].Howev-er,there wer…     

Mn掺杂对0.7BiFeO3-0.3PbTiO3薄膜铁电性能的影响

利用溶胶-凝胶法在La Ni O3/Si O2/Si衬底上制备了掺Mn量为0%、1%、5%、10%(质量分数)的0.7Bi Fe O3-0.3Pb Ti O3(BFMPT7030/x,x=0,0.01,0.05,0.1)薄膜。XRD测试表明,薄膜均完全结晶,呈现高度(100)择优取向。通过对薄膜晶体结构分析,发现BFMPT7030/0.05薄膜具有最小的晶粒尺寸(258 nm)及最小的晶胞体积(61.25×10-3 nm3)。SEM测试结果显示样品晶粒生长充分,晶粒尺寸在150~300 nm之间。铁电性能测试结果表明,当Mn含量为5%时,铁电性能较好,电滞回线形状最好,最为饱和。漏电流测试结果表明随着掺Mn量增加,BFMPT7030薄膜的漏电流随电场增大而增加的趋势减弱。     

喷涂法制备缓冲层CuI薄膜的生长

采用乙腈为溶剂的喷涂工艺制备晶粒尺寸约为35nm的CuI薄膜。研究乙腈溶液中碘掺杂浓度对CuI薄膜结构、形貌和光学性能的影响。XRD衍射结果表明：碘掺杂的CuI薄膜具有γ态立方闪锌矿结构,沿（111）晶面择优取向生长。SEM结果显示CuI薄膜的微结构与乙腈溶液中碘掺杂量有关;当乙腈溶液中掺杂碘为0.025g时,所制备的CuI薄膜均匀、致密,在可见光区域光学透过率可达75.4%,禁带宽度接近2.96eV。     

Influence of iron doping on morphological,structural and optical properties of zinc oxide thin films prepared by dip-coating method

Undoped zinc oxide and iron-doped zinc oxide thin films have been deposited by the sol-geldipcoating method. The Fe/Zn nominal volume ratio was 5% in the solution. The effects of Fe incorporation on morphological, structural, and optical properties of ZnO films were investigated. The scanning electron microscopy measurements showed that the surface morphology of the prepared thin films was affected by Fe doping. The X-ray diffraction patterns of the thin films showed that doped incorporation leads to substantial changes in the structural characteristics of ZnO thin films. The optical absorption measurements indicated a band gap in the range of 3.31 to 3.19 eV. The X-ray photoelectron spectroscopy demonstrated that Fe is incorporated in the ZnO matrix with 6.5 atomic percent (at %). The energy dispersive spectroscopy studies indicated the formation of ZnO with high efficiency.     

Photocatalytic oxidation activity of titanium dioxide film enhanced by Mn non-uniform doping

1 Introduction Heterogeneous photocatalysis is an effective technique for reducing the concentration of pollutants at low concentration. It has been demonstrated that almost all organics can be oxidized to generate carbon dioxide, water and simple mineral…     

基于光固化的全固态电致变色器件制备与性能

目的使用聚乙二醇400(Polyethylene Glycol 400,PEG400)掺杂直接将光固化树脂溶于电解液,并通过光固化先液后固制备全固态电解质。方法使用溶胶-凝胶法制备掺杂了聚乙二醇400的WO_3薄膜,用高氯酸锂粉末、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)粉末和光固化树脂(UV-cured resin)配制了凝胶态的电解液。采用毛细封装法对制得的WO_3薄膜进行光固化封装。对制得的电致变色器件进行循环响应时间、光透过率和记忆效应测试,使用扫描电子显微镜对薄膜表面形貌进行分析。结果掺杂了聚乙二醇400的WO_3薄膜表面裂痕明显减少,平均粗糙度为3nm,疏松孔隙结构较多,制得的电致变色器件完全着色时只需要0.5s,而未掺杂PEG400制得的电致变色器件完全着色需要4 s,掺杂了PEG400制得的器件完褪色需要0.5 s,而未掺杂的器件需要1.5 s,且掺杂组比未掺杂组的光调制幅度要高出20%,记忆效应也要更好。结论掺杂PEG400可以使WO_3薄膜表面更加均匀,有效地提升了光调制幅度和降低了循环响应时间,记忆效应也有明显的提升。同时,利用光固化技术制备全固态电致变色器件,制备工艺简单,且易于保存。     

泡沫镍网负载La3+/ZnO薄膜的制备及光催化性能研究

以乙酸锌为锌源,采用溶胶-凝胶法制备了金属泡沫镍网负载稀土元素镧掺杂氧化锌薄膜光催化剂。采用XRD、SEM、XPS、UV-vis对样品进行表征分析。并以废水中含量较大的抗生素磺胺二甲嘧啶为目标分解物,考察了薄膜催化剂在紫外灯下的光催化性能。结果表明：镧元素以三价正离子存在于薄膜中,镧成功掺入到氧化锌晶格中;镧掺杂降低了催化剂的禁带宽度,晶体颗粒变小,比表面积增大;薄膜催化剂表面分布均匀;镧掺杂氧化锌薄膜对抗生素有更高的催化效率。为光催化降解抗生素研究提供了新的思路。     

掺钼对二氧化钒薄膜热致变色特性的影响

通过溶胶-凝胶和真空热处理工艺在石英基底上制备出不同掺Mo量的二氧化钒薄膜。对薄膜进行了X射线衍射及热分析,并测试了其电阻及7.5~14μm波段红外热图随温度的变化,研究了Mo掺杂对二氧化钒薄膜热致变色性能的影响。结果表明,Mo进入VO2晶格,替换了部分V的位置;随着掺Mo量的不断增加,相变温度不断降低,但电阻突变量级比未掺杂时有所减小;掺Mo量(MoO3:V2O5,下同)为5%时,相变温度可降至45℃左右;红外热图分析表明,Mo掺杂VO2薄膜的7.5~14μm波段发射率可在较低温度下突变降低,薄膜在温度增加时可在较低温度水平上主动控制自身辐射强度、降低其辐射温度。