SiTi1—xSbxO3透明导电薄膜的光电子能谱研究

我们用XPS和同步辐射技术研究了钙钛矿型氧化物SrTi1-xSbxO3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20）薄膜的电子结构。该薄膜系列在可见光波段透明,其透过率均超过90％。所有掺杂薄膜均导电。同步辐射电子能谱研究结果表明该薄膜中来自Sb杂质的退局域化电子在母化合物的禁带中引入了杂质能级。这是导电性的根源,价带中很小的电子态密度限制了跃迁几率。大的禁带宽度和小的跃迁几率是光学透明性的原因。     

激光烧蚀R-T不稳定性研究中的双模式CH平面调制靶制备

为研究同一次激光驱动下初始扰动幅值不同时瑞利-泰勒（Rayleigh-Taylor,R-T）不稳定性非线性演化的差别,采用单点金刚石车削技术,以太空铝合金为材料加工了两侧具有不同扰动幅度的模板。然后利用旋转涂覆工艺将模板表面的扰动图形转移至CH薄膜表面,制得了双模式CH平面调制靶。通过QC-5000型光学显微镜、alpha-step 500型台阶仪、NT1100型白光干涉仪等对铝合金模板及CH平面调制靶的周期、振幅等参数进行测量。结果表明：模板和CH平面调制靶的两侧均具有不同的扰动图形;两侧扰动的波长相同,均为54 μm左右,但振幅不同,分别为4.8 μm和1.9 μm;两侧扰动的平衡位置在同一水平面,调制图形的各项参数与设计值基本一致,模板表面的扰动图形成功地转移到了CH薄膜表面,获得了满足R-T不稳定性实验需求的双模CH平面调制靶。     

等离子增强化学气相沉积制备氧化硅薄膜的质谱诊断研究

以六甲基二硅氧烷((CH3)3-Si-O-Si-(CH3)3,HMDSO)为单体,采用等离子增强化学气相沉积技术制备氧化硅薄膜,研究引起薄膜生长的前驱体、中间产物及活性自由基或分子.通过四极杆质谱仪对气相中的中间产物及活性粒子进行原位诊断,进行了不同功率、气压及O2与HMDSO比例(X)等对它们含量的影响研究.实验发现:高功率,低气压,及高O2含量有利于有机硅化合物的裂解.我们认为氧化硅沉积过程中质荷比为147的离子是气相反应形成含硅粒子的主要前驱体,对薄膜的形成起主要作用.     

折射率可调疏水型SiO2光学薄膜的制备研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为有机醇盐前驱体,采用溶胶-凝胶技术,通过控制制备条件,结合三甲基氯硅烷(TMCS)对SiO2胶粒表面的修饰过程,制备出折射率可调的疏水型SiO2薄膜.对薄膜采用了不同的后处理方式,研究了氨和水蒸气混合气体热处理技术对薄膜疏水性能的影响.采用椭偏仪、FTIR和接触角测试仪对薄膜的折射率、红外特性、接触角等的测试研究表明疏水型SiO2薄膜的折射率可在1.35～1.20之间连续可调,与传统热处理相比,混合气氛热处理使薄膜的折射率略有增加,在所研究的范围内折射率平均增加0.02左右;SiO2胶粒表面的亲水性OH基团可基本被非活性CH3基团代替,薄膜的疏水能力得到进一步提高;接触角由未作表面修饰时的40°左右增加到表面修饰并结合混合气氛热处理的137°左右.     

用内转换电子穆斯堡尔谱法研究掺锑气敏材料SnO2

用CEMS方法对掺锑的SnO_2气敏薄膜作了研究。该材料对H_2、CO的气敏响应取决于掺锑浓度(x％)和退火温度。实验发现:样品的CEMS参量同质异能移和四极分裂分布宽度在x=1％时为最小值,正好与气敏响应灵敏度达最大值相一致。由此进一步讨论了气敏薄膜的敏感机理。     

亚砜和磷酸三丁酯对铀(Ⅵ)、钍(Ⅳ) 萃取行为的比较

合成并研究了6种双亚砜RSO(CH2)nSOR(n=4，6；R=CH3(CH2)2CH2-，CH3CH(CH3)CH2CH2-，CH3(CH2)3CH(C2H5)CH2-)对铀(Ⅵ)、钍(Ⅳ)的萃取及分离性能，并与磷酸三丁酯(TBP)作了比较，发现6种双亚砜在各实验条件下对铀(Ⅵ)、钍(Ⅳ)的萃取及分离性能均优于TBP。还初步探讨了双亚砜类萃取剂的结构与性能的关系。     

前驱体混合比例对CH_3NH_3PbI_3钙钛矿薄膜微观结构及光伏器件性能的影响

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性质、简单的制备工艺等优点,短短几年内其最高光电转换效率已超过21%,成为高效太阳能电池非常有前景的研发热点。一步溶液旋涂法是目前CH_3NH_3PbI_3等钙钛矿材料使用最广泛、最简便的制备方法。在制备中前驱体混合比例尤为关键,在一定程度上决定着薄膜结晶质量、表面形貌以及表面化学成分,并对最终器件效率产生重要影响。利用同步辐射掠入射X射线衍射(Grazing incidence X-ray diffraction,GIXRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)系统地研究了不同前驱体混合比例对CH3NH3Pb I3薄膜的结晶机理、表面形貌及化学组分的影响。研究结果表明,增加CH_3NH_3I的混合比例虽然会增强钙钛矿晶体的织构现象、提升钙钛矿薄膜表面覆盖率,但器件效率大幅下降。XPS结果表明,钙钛矿薄膜中前驱体碘甲胺和碘化铅反应不充分,残余驱体聚集在薄膜表面,这将导致器件载流子传输层/钙钛矿薄膜界面处载流子收集能力的降低,进而导致器件性能的降低。研究结果将为深入理解前驱体比例对高质量钙钛矿薄膜制备以及钙钛矿太阳能电池的光电转换性能和稳定性的影响机制提供必要的实验依据和指导。     

聚乙烯薄膜辐射接枝丙烯酸羟丙酯诱导CaCO3晶体生长的研究

采用了γ射线辐射接枝丙烯酸羟丙酯的聚乙烯薄膜作为模板,实现了在过饱和碳酸氢钙溶液中诱导碳酸钙晶体的异相成核和生长;;对形成的碳酸钙晶体用扫描电子显微镜(SEM),傅立叶变换-红外光谱(FT?IR)和X?射线衍射(XRD)进行了分析,发现生成碳酸钙晶体的晶型为方解石型。研究结果表明,除高分子薄膜的表面结构、晶体培养液选用的添加剂等影响因素之外,适当温度的波动也是导致碳酸钙晶体异相成核的关键因素。     

离子束辅助沉积制备TiN/Si3N4纳米超硬膜的工艺研究

采用离子束辅助沉积法(Ion beam assisted deposition,IBAD)在单晶硅片上进行沉积制备了TiN/Si3N4纳米复合超硬薄膜;研究了辅助束流、轰击能量和Ti:Si靶面积比等工艺参数对TiN/Si3N4超硬纳米复合薄膜性能的影响.此外采用纳米硬度计、光电子能谱(X-ray photoelectron spectrum,XPS)和x射线衍射分析(X-raydiffraction,XRD)方法研究了纳米复合薄膜的性能、成分与组织结构;采用原子力显微镜(Atomic forcemicroscopy,AFM)分析了薄膜的表面形貌,并初步探讨了TiN/Si3N4纳米复合超硬薄膜的生长机理.     

SR-XRD和EXAFS研究Mn掺杂ZnO薄膜的微观结构

用射频磁控溅射技术在蓝宝石衬底上制备了一组不同衬底温度的Mn掺杂ZnO薄膜。质子激发X射线荧光(PIXE)测量表明,薄膜中仅有含量为5 at.%的Mn,未见其它磁性杂质元素(如Fe、Co、Ni等)。同步辐射X射线衍射(SR-XRD)表明,这些Mn掺杂ZnO薄膜具有纤锌矿ZnO结构。SR-XRD和扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)分析显示,薄膜中未发现Mn团簇或MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4等二次相,Mn原子是通过替代Zn原子而进入了ZnO晶格。