调控CN_x薄膜的紫外可见波段光学性能研究北大核心CSCD

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在不同衬底温度(常温、50、100、150、200℃)下制备了碳氮(CNx)薄膜,并对其形貌、结构及光学性能进行了研究。通过扫描电镜得出随着衬底温度的升高,薄膜由疏松逐渐变得致密。X射线光电子能谱分析表明:薄膜的结合健有sp^2C=C、sp^3C-C、sp^2C=N和sp^3C-N。随着衬底温度的升高,sp^2C=C的比例没有明显变化,sp3C-C比例逐渐增大(28.6%~36.4%),sp^3C-N的比例也逐渐增大(21.4%~33.4%),而sp^2C=N的比例减小(40.2%~21%)。反射光谱和吸收光谱显示:随着衬底温度的升高,薄膜在200~800 nm波段内的反射率增大(8%~40%),吸收率减小(92%~60%)。进一步推导得到薄膜的光学带隙随着衬底温度的升高而增大(2.5~3.57 e V),主要由薄膜中sp^2C=N减少导致的。本文实现了对CN_x薄膜在紫外可见波段范围内的光学带隙的调控。     

SiNx薄膜中硅纳米粒子的制备及表征

通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)法, 以氨气和硅烷为反应气体, P型单晶硅和石英为衬底, 低温下(200℃)制备了含硅纳米粒子的非化学计量比氮化硅(SiN_x)薄膜. 经高温(范围500~950℃)退火处理优化了薄膜结构. 室温下测试了不同温度退火后含硅纳米粒子SiN_x薄膜的拉曼(Raman)光谱、光致发光(PL)光谱及傅立叶变换红外吸收(FTIR)光谱, 对薄膜材料的结构特性、发光特性及其键合特性进行了分析. Raman光谱表明. SiN_x薄膜内的硅纳米粒子为非晶结构. PL光谱显示两条与硅纳米粒子相关的光谱带, 随退火温度的升高此两光谱带峰位移动方向相同. 当退火温度低于800℃时, PL光谱峰位随退火温度的升高而蓝移. 当退火温度高于800℃时, PL光谱峰位随退火温度的升高而红移. 通过SiNx薄膜的三种光谱分析发现薄膜的光致发光源于硅纳米粒子的量子限制效应. 这些结果对硅纳米粒子制备工艺优化和硅纳米粒子光电器件的应用有重要意义.     

丝网印刷纳米ZnO薄膜阴极场致发射的研究

鉴于化学气相沉积生长方法成本高且很难制备出大面积均匀的纳米ZnO薄膜,采用成本低的丝网印刷方法制备了大面积纳米ZnO阴极薄膜.测试研究了分散、热烧结、退火处理对ZnO薄膜的场致发射特性的影响,提出了低成本丝网印刷制备大面积ZnO薄膜阴极热烧结和退火处理的工艺,根据样品的形貌、发射特性和均匀稳定发光的阳极可以判断,最高温度843K的热烧结和823K、10min的退火处理适实用于制作大面积纳米ZnO薄膜场致发射阴极.     

碳氮纳米结构材料的Raman和XPS分析

利用等离子体增强热丝化学气相沉积在不同条件下制备了不同结构的碳氮纳米结构材料。用扫描电子显微镜(SEM)、显微Raman光谱仪和X射线光电子谱(XPS)仪对它们的形貌和结构进行了分析。SEM照片表明在不同的生长条件下可制备出碳氮纳米尖锥、碳氮柱。Raman谱中位于1350和1607cm-1的D和G峰,表明制备的碳氮纳米结构材料主要由sp2碳组成。根据D和G峰的强度比,估计的sp2碳颗粒为4nm。XPS谱在398.4eV处显示出与氮有关的峰,表明制备的碳氮纳米结构材料中含有氮。对N1sXPS谱的峰进行拟合后,发现位于398.4eV的峰由位于398.3和约400.0eV的两个峰组成,分别与sp3和sp2 C—N键有关,表明材料中的部分碳原子被氮原子所替代。     

纳米硅薄膜的低压化学气相沉积和电学性能研究

利用普通低压化学气相沉积技术在玻璃衬底上制备了大面积的纳米硅薄膜。不同温度下薄膜暗电导率的测试研究表明，薄膜的室温暗电导率随成膜温度的升高而增加，相应的电导激活能降低。热激活隧道击空机制可以较好地解释纳米硅薄膜特殊的电学性能。原位后续热处理研究表明，延长热处理时间以及采用低温成膜、高温后续退火的热处理方法均能有效提高其室温暗电导率。     

工艺条件对硼掺杂纳米硅薄膜微结构及力学性能的影响

采用射频和直流偏压(RF+DC)双重激励源,在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中成功制备了掺硼纳米硅薄膜.改变衬底温度、射频功率和退火温度几个关键工艺参数,利用拉曼(Raman)谱仪、薄膜测厚仪和原子力显微镜(AFM)对掺硼纳米硅薄膜的微结构进行了分析;应用纳米压痕法研究了艺条件对薄膜弹性模量及硬度等力学性能的影响关系.结果表明:薄膜晶态比、平均晶粒大小随着衬底温度的升高均有增大趋势;射频功率对提高薄膜生长速率存在最优值条件;退火对本征和掺硼薄膜表面形貌特征有较大影响,退火后掺硼薄膜表面粗糙度增大明显.薄膜弹性模量及硬度很大程度上受射频功率和后序处理条件的影响,退火使薄膜的力学性能有所提高.针对实验现象,从薄膜结构方面进行了相关的理论阐释.     

PbSe纳米晶薄膜制备以及其光电特性研究

以Pb(Ac)₂、Na₂SeSO₃分别作为铅源和硒源, 采用化学浴法在玻璃衬底上沉积PbSe纳米晶薄膜. 采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),原子力显微镜（AFM）,透射光谱以及在光脉冲下的电流时间曲线(i-t)对纳米薄膜材料结构和性能进行了表征. 结果表明, 薄膜的结晶质量随络合剂浓度升高而提高, 薄膜的光学吸收边从体材料的5μm蓝移至1μm左右, 经过退火处理薄膜吸收边红移. 退火处理引起薄膜电阻显著降低, i-t测试曲线表明经过较低氧压退火处理的纳米晶薄膜具有较快的光电导性能, 而在空气气氛中退火的薄膜则出现慢光电导性能.     

氢稀释对纳米晶硅薄膜微结构的影响

采用电感耦合等离子体化学气相沉积技术制备了氮化纳米硅薄膜,利用Raman散射、x射线衍射、红外吸收等技术对不同氮稀释条件下薄膜的微观结构和键合特性变化进行了研究.结果表明,较高的氢稀释比导致薄膜从非晶硅到纳米晶硅的结构转化,随着氮稀释比的增加,所沉积薄膜的晶化度及纳米晶硅的晶粒尺寸单调增加,纳米硅颗粒呈现在(110)方...     

纳米硅镶嵌复合薄膜退火前后的微结构及发光特性研究

采用减压化学气相沉积方法,依靠纯N2稀释的SiH4气体的热分解反应,在玻璃表面生长了纳米硅镶嵌的复合薄膜.实验研究了退火前后薄膜样品的结晶状态和光致发光特性.结果表明,未退火样品的光致发光特性随沉积温度升高反而减弱.退火温度Ta＞600℃时,晶化趋势明显,Ta＜600℃时,退火温度对晶化的贡献不大,但提高退火温度或延长退火时间可以增加PL强度.同时在退火样品中发现Si-Ox的单晶结构.通过Raman、PL、TEM的分析比较,认为在退火前后分别有两种不同的发光机制起主导作用.     

SiO2层上沉积的纳米多晶硅薄膜及其特性

采用低压化学气相沉积(LPCVD)系统以高纯SiH4为气源,在p型10.16 cm<100>晶向单晶硅衬底SiO2层上制备纳米多晶硅薄膜,薄膜沉积温度为620℃,沉积薄膜厚度分别为30 nm、63 nm和98 nm.对不同薄膜厚度的纳米多晶硅薄膜分别在700℃、800℃和900℃下进行高温真空退火.通过X射线衍射(XRD)、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对SiO2层上沉积的纳米多晶硅薄膜进行特性测试和表征,随着薄膜厚度的增加,沉积态薄膜结晶显著增强,择优取向为<111>晶向.通过HP4145B型半导体参数分析仪对沉积态掺硼纳米多晶硅薄膜电阻I-V特性测试发现,随着薄膜厚度的增加,薄膜电阻率减小,载流子迁移率增大.     

改性纳米SiO2填充低烟无卤阻燃聚乙烯的研究

本文选择了三种经不同表面改性处理的纳米二氧化硅，采用热分析（TG）对聚乙烯／改性纳米SiO2复合材料的热稳定性能进行了研究，并将其用于无卤阻燃聚乙烯体系，针对改性纳米SiO2对无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能和力学性能的影响进行了分析。研究结果表明，与未改性纳米二氧化硅相比，经改性处理的纳米SiO2有利于提高复合材料的热稳定性能，延缓聚乙烯的热氧化降解，经适当改性处理，可使纳米复合材料的热稳定性高于聚乙烯。改性纳米SiO2显著提高了无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能，在填料用量相同时，可获得力学性能和阻燃性能较佳的材料。     

含氟聚合物纳米TiO2复合涂层性能研究

为了深入探讨含氟聚合物纳米TiO2复合涂层性能,在γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPT-MS)、N-甲基全氟辛基磺酰基胺基丙烯酸乙酯(MPSAEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)的共聚物中利用原位复合技术引入纳米TiO2微粒,制备了均匀透明的TiO2纳米复合含氟聚合物材料.用红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)等表征了复合材料的形貌和结构.将聚合物用作涂层材料,用接触角测定仪、多功能电子能谱仪(XPS)和原子力量显微镜(AFM)测定了涂层与水的接触角、涂层表面的化学成分和涂层的形貌.结果表明,纳米复合聚合物可在玻片表面形成均匀光滑的涂层,涂层具有优异的疏水性.     

纳米金刚石复合镀层制备工艺的研究

纳米金刚石复合镀层具有金刚石和纳米颗粒的双重特性,应用前景广阔.采用复合电镀法制备了Ni-纳米金刚石复合镀层,考察了阴极电流密度、镀液pH值以及搅拌强度对纳米复合镀层显微硬度的影响,并分析了Ni-纳米金刚石复合镀层的共沉积过程.结果表明,选择适当的共沉积工艺参数,可以制备出同底材结合牢固,金刚石微粒弥散较均匀的高硬度纳米复合镀层,基质Ni中金刚石粒子的含量与镀面的机械俘获粒子的能力有关.     

纳米复合镀层的研究现状

综述了纳米颗粒在复合镀层中对提高镀层的硬度，耐磨性，耐蚀性，耐高温性能，减摩性能的作用，以及近年来有关纳米颗粒在复合镀层制备过程中的沉积机理及其研究与应用现状。     

纳米CaCO3／PP／PS复合材料的结晶与熔融行为

熔融方法制备了纳米CaCO3／PP／PS复合材料，DSC研究了PP／PS、增容PP／PS共混物及其纳米CaCO3填充共混物的结晶与熔融行为。研究结果表明加入PS对PP结晶行为影响不大，但导致PP熔点下降，熔融峰从单峰变为双峰。纳米CaCO3和增容剂对PP／PS共混物中PP结晶存在异相成核作用，提高PP结晶温度和熔点，PP—g—MA和PP—g—AA的异相成核作用比CaCO3的大。PP—g—MA增容的PP／PS共混物和CaCO3填充共混物有利于PP形成β晶，但CaCO3填充共混物、PP—g—AA的增容PP／PS共混物和CaCO3填充共混物无β晶形成。     

双波长法改进纳米TiO2光催化活性评测方法研究

研究了双波长分光光度法在光催化降解有机染料溶液中的应用;确定了纳米TiO2-亚甲基蓝混合液吸光度测定的最佳工作条件:测量波长660 nm,参比波长720 nm,TiO2含量小于150 mg/L,RSD(相对标准偏差)≤1.6%.与一般采用的离心或过滤分离的方法相比,双波长法测定的混合液中亚甲基蓝的吸光度与标准溶液的最为接近,浓度-吸光度的线性关系也较吻合,其线性相关系数r=0.9993.另外,本文还测定了几种常见染料光催化降解(纳米TiO2)的双波长法评测工作条件;对实际光催化降解反应的测试结果表明,与离心法和过滤法相比,双波长法测定快速,结果更为准确,有效的避免了实验的系统误差及偶然误差.     

Nano- and microstructuring of graphene using UV-NIL

In this work we demonstrate for the first time the micro-?and nanostructuring of graphene by means of UV-nanoimprint lithography. Exfoliated graphene on SiO(2) substrates, as well as graphene deposited by chemical vapor deposition (CVD) on polycrystalline nickel and copper, and transferred CVD graphene on dielectric substrates, were used to demonstrate that our technique is suitable for large-area patterning (2?×?2?cm(2)) of graphene on various types of substrates. The demonstrated fabrication procedure of micrometer as well as nanometer-sized graphene structures with feature sizes down to 20?nm by a wafer-scale process opens up an avenue for the low-cost and high-throughput manufacturing of graphene-based optical and electronic applications. The processed graphene films show electron mobilities of up to 4.6?×?10(3)?cm(2)?V (-1)?s(-1), which confirms them to exhibit state-of-the-art electronic quality with respect to the current literature.     

电化学沉积纳米金属多层膜简述

总结了近年来国内外纳米多层膜的研究现状,列举了纳米多层膜的力学性能、磁性能、电化学性能及光学性能,分析了纳米多层膜的发展趋势.     

HOPG和云母基底上原子力显微镜的微操作研究

纳米级微操作技术是制造纳米电子器件的技术基础。本文以HOPG和云母为基底，利用原子力显微镜，对碳纳米管团簇进行微操作。由于基底不同，在微操作过程中呈现不同的现象。这为彬纳米机械装配技术的研究作出了有益探索。     

纳米SiO2对热镀锌钢板耐指纹涂层性能的影响研究

通过中性盐雾试验、耐指纹性检测、导电性检测等研究了纳米SiO2对于耐指纹涂层性能的影响.结果表明:在同等涂层附着量(0.9～1.1 g/m2)条件下,含有气相纳米SiO2涂层的耐腐蚀性能优于含有液相纳米SiO2的涂层,且纳米SiO2粒径越小,其耐蚀性越高.研究发现,耐指纹涂层纳米SiO2含量大于7%时涂层具有耐指纹性,而涂层中纳米SiO2含量达到10%时导电性能趋于稳定.