基于磁控溅射制备纳米微晶NiO_x薄膜的方法

使用一种配套于磁控溅射设备的基片液氮冷却装置制备了小颗粒度纳米微晶NiOx电致变色薄膜.当溅射参数完全相同时,借助于对基片的冷却可有效控制并降低NiOx薄膜的晶粒尺度.冷却基片所制备的NiOx薄膜的电致变色性能明显优于室温时制备的薄膜,且该薄膜的O/Ni比率也明显高于室温时制备的NiOx薄膜的O/Ni比率.     

磁控溅射基片低温冷却法制备NiOx纳米微晶薄膜

利用自行设计的基片液氮低温冷却装置,用金属Ni靶在Ar O2气氛反应条件下,利用磁控溅射制备纳米微晶结构NiOx膜的方法,薄膜的XRD谱和扫描电子显微图像(SEM)表明,该方法实现了在溅射参数完全相同的条件,纳米NiOx薄膜结构连续可控、可调节.     

磁控溅射WO3电致变色薄膜的太阳吸收率

采用直流磁控反应溅射工艺制备了WO3薄膜.WO3薄膜在原始状态和注入Li离子后的平均透射率分别为83%和6%,变化接近77%,表明该WO3薄膜具有很好的电致变色性能.根据薄膜的透射率和反射率计算了WO3薄膜的太阳吸收率:WO3薄膜在着色态和褪色态的太阳吸收率分别为0.780和0.123.     

磁控溅射制备ZrN_x薄膜离子导体性能研究

采用射频反应磁控溅射工艺,以纯Zr为靶材,在WO3/ITO/Glass基片上采用不同工艺参数沉积ZrNx薄膜,用紫外-可见分光光度计、循环伏安法、X射线衍射仪、扫描电镜等研究了ZrNx薄膜的离子导电性能。研究结果表明,所制备的ZrNx薄膜为非晶态,ZrNx/WO3/ITO/Glass复合膜的光学调节范围最大达57%以上,在离子传导过程中表现出良好的离子导电性能。     

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%.     

电子束蒸发制备氧化钨、氧化镍薄膜的电致变色性能

电致变色(EC)材料在外加电压作用下能可逆地改变其光学性能.其中氧化钨与氧化镍是典型的电致变色用材料.本文用电子束蒸发的方法在ITO玻璃基片上制备了此两种薄膜,研究了热处理工艺对薄膜结构与电致变色性能的影响.电致变色性能由电化学方法测试.封装的半固态智能窗器件具有很好的电致变色性能.     

DC磁控溅射沉积WO3电致变色薄膜

采用直流磁控反应溅射工艺制备了WO3薄膜,在初始状态和注入Li离子后的平均透射率分别为83%和6%,变化接近77%,表明该WO3薄膜样品具有很好的电致变色性能.根据薄膜的透射率和反射率分别计算了WO3薄膜的光学带隙:非晶WO3薄膜的带隙为3.31eV,多晶WO3薄膜的带隙为3.22eV.     

不同靶材制备ZrW_2O_8薄膜的对比研究

分别采用摩尔比n(WO3):n(ZrO2)=2.8:1复合陶瓷靶材、纯ZrW208陶瓷靶材以及WO3和ZrO2双靶,以射频磁控溅射法在石英基片上沉积制备ZrW2O8薄膜.利用x射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了退火温度对采用不同靶材沉积制备薄膜的相组成和表面形貌的影响;用划痕仪、表面粗糙轮廓仪测量薄膜与基片之间的结合力和薄膜厚度.试验结果表明:采用不同靶材磁控溅射制备的薄膜均为非晶态,经过不同温度退火后,不同靶材制备的薄膜的相组成和表面形貌有所不同,但在高温1200℃热处理3 min后均得到立方相ZrW2O8薄膜,其中采用WO3和ZrO2双靶交替磁控溅射制备的立方相ZrW2O8薄膜纯度最高,致密度好,且薄膜与基片之间结合力良好.     

射频磁控溅射法制备Al2(WO4)3薄膜和负热膨胀性能研究

采用WO3和Al2O3陶瓷靶材,以双靶交替射频磁控溅射法,在石英基片上沉积制备了Al2（WO4）3薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）,研究了退火温度对Al2（WO4）3薄膜的相组成和表面形貌的影响,采用表面粗糙轮廓仪和划痕仪测量薄膜厚度,探索了薄膜的制备工艺以及薄膜与基片的结合力,采用高温X射线衍射和晶胞参数指标化软件,初步研究了薄膜热膨胀特性。实验结果表明：磁控溅射沉积制备的这种薄膜为非晶态,表面平滑、致密,随着热处理温度的升高,薄膜开始结晶且膜层颗粒增大,在950℃热处理10min后得到Al2（WO4）3薄膜,薄膜与基片的结合力为13．6N,薄膜物质热膨胀特性呈各向异性。     

工艺参数对磁控溅射TaOx薄膜离子导体性能的影响

采用射频反应磁控溅射工艺,以纯钽为靶材,在WO3/ITO/Glass基材上制备TaOx薄膜,研究氧含量、溅射功率等制备工艺参数对TaOx薄膜性能的影响.用三位电极法和透射光谱等方法检测薄膜的离子导电性能,结果表明:所得的TaOx薄膜主要为非晶态,在一定范围内,在较低的溅射功率和较低的氧含量实验条件下制备的TaOx薄膜具有较好的离子导电性能.     

电色膜和电色器件的光电特性

介绍了电子束蒸发沉积WO3膜在0．5mol/LH2SO4溶液和NiOx膜在1molKOH溶液中的电色性能；介绍了沉积到玻璃片上的ITO膜作透明导电电极、光学上活性的WO3阴极变色膜作工作电极、光学上活性的NiOx阳极变色膜作反电极（贮存电荷试样的贮存器）和1molLiClO4丙酮溶液的电解质作锂离子导体组成的互补型电色器件的光电特性。     

Z-机制光催化剂Cd1-xZnxS@WO3-x和Cd1-xZnxS@WO3-x/CoOx/NiOx及其高效可见光解水产氢活性研究（英文）

人工Z-机制光催化剂因其同时具有光吸收范围宽、电荷分离效率高以及载流子氧化还原能力强等优势受到了研究者们的广泛关注.然而,设计和制备能够利用太阳能进行高效光解水产氢的低成本、高稳定性非贵金属Z-机制光催化剂仍具有挑战性.本文报道了一种新颖的全固态Z-机制光催化剂Cd1-xZnxS@WO3-x,该催化剂纳米结构是由氧缺陷WO3-x非晶层包覆Cd1-xZnxS纳米棒组成.研究结果表明,由于适量的Zn掺杂使得Cd1-xZnxS具有更强的产生还原性电子能力,同时, WO3-x超薄非晶层中引入的氧空位(W^5+/OVs)有效地促进了电荷的分离,使得该Z-机制Cd1-xZnxS@WO3-x光催化材料具有优异的光催化产氢反应(HER)活性,且显著高于贵金属Pt负载的Cd1-xZnxS纳米棒(Pt/Cd1-xZnxS及绝大多数WO3和CdS基光催化剂.优化后的Cd1-xZnxS@WO3-x复合光催化剂的HER速率可达21.68 mmol h^-1g^-1.进一步通过原位光沉积负载CoOx和NiO--x双共催化剂, Cd1-xZnxS@WO3-x/Co Ox/Ni Ox复合材料的活性高达28.25 mmol h^-1g^-1,约为Pt/Cd1-xZnxS的12倍.计算结果表明, Cd1-xZnxS@WO3-x在420 nm激发光下的HER表观量子产率(AQY)为34.6%,而负载CoOx和Ni Ox双共催化剂后的Cd1-xZnxS@WO3-x/Co Ox/Ni Ox的AQY提高到了60.8%.此外, Cd1-xZnxS@WO3-x和Cd1-xZnxS@WO3-x/CoOx/NiOx均表现出了良好的长时间HER稳定性.该工作将为理性设计和制备高效光解水产氢催化剂提供新视角.     

ITO及WO3在电解液中的交流阻抗特性

采用表面过程法拉第阻纳表达式方法与等效电路方法，研究透明ITO平面电极及带WO3薄膜层的ITO平面电极处于1mol LiClO4丙烯碳酸酯电解液中的电化学阻抗谱．分析显示WO3薄膜层有效地阻止了表面吸附参量对ITO电极反应的影响，使电极反应仅受电极电位的影响，并且随WO3薄膜在电解液中浸泡时间的增加，WO3薄膜的常相位角元件的特性最终回归为电容效应．     

Resistive switching behavior and multiple transmittance states in solution-processed tungsten oxide

In this work, a tungsten oxide (WO(x)) film is prepared using a thiourea-assisted solution process. We demonstrate a device composed of fluorine doped tin oxide (FTO)-glass/WO(x)/electrolyte/indium-tin oxide (ITO)-glass stacking electrochromic (EC) structure and Al electrodes that are locally patterned and interposed between the WO(x) film and electrolyte, which form an Al(top electrode)/WO(x)/FTO(bottom electrode) resistance random access memory (RRAM) unit. According to transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy analyses, the WO(x) film contains nanosize pores and metallic-tungsten nanoclusters which are scattered within the tungsten oxide layer and concentrated along the interface between the Al electrode and WO(x) film. With application of voltage to the ITO electrode, multiple transmittance states are achieved for the EC unit due to the different quantity of intercalated Li ions in the WO(x) film. As for the Al/WO(x)/FTO RRAM unit, a bipolar nonvolatile resistive switching behavior is attained by applying voltage on the Al top electrode, showing electrical bistability with an ON/OFF current ratio up to 1 × 10(4).     

Sol-Gel法制备氧化镍电致变色薄膜研究

以镍的醇盐为前驱体并加入催化剂和各种添加剂制成涂膜溶液,采用浸涂-提拉法(dip-coating)制备NiOx电致变色膜。讨论了先体胶液的性质、热处理制度及变色参数对薄膜表面微观结构和变色性能的影响。     

Amorphous tungstate precursor route to nanostructured tungsten oxide film with electrochromic property

Electrochromic tungsten oxide (WO3) films on ITO glass were fabricated by spin-coating with a tungsten peroxy acid solution, which was prepared by adding an equivolume mixture of hydrogen peroxide and glacial acetic acid to tungsten metal powder. The structural evolution of the tungstate precursor upon heat treatment was studied by X-ray diffraction (XRD) and X-ray absorption near edge structure (XANES) analyses, which indicated that the as-synthesized tungstate transformed into nanocrystalline WO3 upon heating. It is, therefore, quite clear that as-synthesized tungstate can be a good precursor for electrochromic WO3 films. A series of WO3 thin films were prepared on ITO glass by spin-coating with different concentrations of tungsten peroxy acid solution and then post-annealing at various temperatures. Depending on the concentration of the tungstate coating solution (200-500 mg mL(-1)) and the annealing temperature (100-300 degrees C), the thickness and WO3 content as well as the electrochromic properties of WO3 films can be controlled. As a result, the optimum fabrication conditions were determined to be a tungstate solution concentration of 300-400 mg mL(-1) and a post-annealing temperature of 200 degrees C. Finally, an inorganic-inorganic hybrid electrochromic device (ECD) composed of optimized WO3 and Prussian Blue (PB) with desirable coloration efficiency was successfully developed.     

NiO_x电致变色薄膜结构与性能的X射线研究

电致变色是指材料的光学性能(光的透射、反射和吸收)通过外加电场或电流的作用,在包括可见光波长的某一波长范围内发生可逆变化的现象。氧化镍薄膜是目前发现的性能最好的电致变色材料之一,采用反应性磁控射频溅射法,利用金属镍作为靶材,在氮与氧混合气体中,通过直流磁控反应溅射法制备氧化镍薄膜,用X射线衍射技术分析其结构,用循环伏安法对NiOx薄膜的电致变色过程进行分析。     

多晶氧化钨薄膜的制备及其红外反射调制性能研究

通过工艺参数的优化,采用直流反应溅射工艺成功地制备了具有良好的电化学循环稳定性的多晶氧化钨薄膜.Raman散射光谱研究表明:随着锂离子和电子的共同注入,多晶薄膜中的W⁶⁺逐渐被还原为W⁵⁺.红外反射测试表明:电子注入薄膜后,成为自由载流子,使得氧化钨薄膜表现出一定的金属特性,具有一定的红外反射调制能力.采用该工艺制备的WO₃/ITO/Glass结构的发射率可在0.261～0.589的范围内可逆调节.