Nb掺杂TiO2压敏陶瓷的施主掺杂固溶度

研究了不同烧结温度TiO2压敏陶瓷的显微结构、施主掺杂固溶度和电学性能。采用SEM和EDS测试了其显微结构和晶粒化学组成。随烧结温度增加,TiO2晶粒迅速长大,显微结构均匀致密,但过高的烧结温度将导致较多气孔。1350℃为比较合适的烧结温度,其晶粒大小为15μm左右。在施主掺杂浓度一定的条件下,施主掺杂离子Nb5+在TiO2晶粒中的固溶度、晶粒电子浓度和电导率随烧结温度上升而增加,晶粒电阻率随烧结温度上升而下降。以能谱中O为参考确定TiO2晶格数量计算得到的固溶度及其电学性能更符合实验测试结果。     

直流反应溅射TiO2薄膜的制备及其性能研究

采用直流反应磁控溅射的方法,溅射高纯钛靶在ITO石英衬底上制备了TiO2薄膜.用XRD、Raman光谱、AFM和紫外-可见光分光光度计分别测试了TiO2薄膜的结构、表面形貌和紫外-可见光透射谱,研究了工艺因素中溅射气压、氧氩比和退火温度对薄膜结构的影响.采用C(胶)/TiO2/ITO三层结构研究了锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应.实验结果表明较低的溅射气压、合适的氧氩比和较高的退火温度有利于锐钛矿TiO2薄膜的结晶.在2 V的偏压下,锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应上升迟豫时间约为3 s,稳定光电流可达到2.1 mA,对紫外光的灵敏性和稳定的光响应表明TiO2薄膜有可能成为一种新的紫外光探测器材料.     

不同衬底上溅射TiO2薄膜的光学性能研究

在硅片和石英上利用射频溅射法沉积了TiO2薄膜,并分别在空气中进行了退火处理。利用椭偏光谱仪对硅片上薄膜进行了椭偏测试,利用紫外-可见分光光度计对石英上薄膜进行了透射光谱测试。利用解谱软件对椭偏谱和透射谱进行了建模解谱,获得了不同基片上薄膜在不同退火温度下的折射指数和消光系数,发现和TiO2块材的光学常数也有明显的区别。通过计算得到了系列薄膜的光学带隙,带隙值范围从3.35～3.88eV,可以为薄膜态TiO2体系的光学应用、设计和相关理论研究提供一定的依据。     

温度对Zn掺杂TiO2薄膜光电化学性能的影响

以四氯化钛为前驱体,以ZnCl2为锌源,采用溶胶-凝胶法在纯钛基体上制备了Zn掺杂纳米TiO2薄膜(Zn-TiO2),研究了温度对Zn掺杂纳米TiO2薄膜在0.2mol/L Na2SO4中的光电化学性能的影响。根据Mott-Shottky曲线可知,Zn-TiO2薄膜为n型半导体;经过300℃热处理的Zn-TiO2薄膜,导带位置最高,空间电荷层宽度W最大。从电化学阻抗谱得到,光照下300℃热处理的Zn-TiO2薄膜电阻较暗态下降低最多。通过线性伏安曲线发现,300℃热处理的Zn-TiO2薄膜具有最强的光电流。     

过渡族金属掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响

本文采用溶胶凝胶旋涂法在普通玻璃上制备了掺杂不同Fe3+浓度及不同Zn2+浓度的TiO2薄膜,并对薄膜进行了500℃退火处理。分析讨论不同Fe3+及Zn2+掺杂浓度下TiO2薄膜的光催化性能,得出了铁离子最佳掺杂浓度为0.5%,锌离子最佳掺杂浓度为5%。并利用XRD、SEM、UV-Vis对不同掺杂离子的薄膜进行了对比分析,结果表明:Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO2薄膜在可见光范围内均具有很好的光透过性(>80%),ZnO/TiO2薄膜光催化性能略优于Fe2O3/TiO2薄膜,最佳状态下ZnO/TiO2薄膜的光降解率能达到Fe2O3/TiO2薄膜的两倍。     

基底温度对Ag-MgF2金属陶瓷薄膜内应力的影响

用电子薄膜应力分布测试仪测量了基底温度对Ag-MgF₂金属陶瓷薄膜内应力的影响。结果表明:基底温度在300℃~400℃范围内,φ20.4mm选区内的薄膜平均应力最小,应力分布比较均匀,应力为张应力。XRD分析表明:当基底温度在300℃~400℃范围内,Ag-MgF₂薄膜中的Ag和MgF₂组分的晶格常数接近块体值,说明通过改变基底温度可以降低薄膜内应力。      

中频交流反应溅射TiO2薄膜的制备及性能研究

利用中频交流磁控溅射设备用金属Ti靶制备出了TiO2薄膜.用椭偏仪测试了TiO2薄膜的厚度和折射率,用俄歇电子能谱、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和紫外及可见光分光光度计分别测试了TiO2薄膜的表面成分、表面形貌、晶体结构及其紫外及可见光透射谱,并初步探讨了工艺因素对薄膜性质的影响.实验结果表明所制备的氧化钛薄膜O/Ti比符合化学计量比,而且O/Ti比随O2流量的变化不大;TiO2薄膜结构主要为锐钛矿型;薄膜表面致密;TiO2薄膜光学性能较好,透射比较高;但O2流量较低时透射比明显下降.     

退火温度对TiO2基电阻开关器件性能的影响

采用直流磁控溅射法在n+-Si上制备了TiO2薄膜,采用电子束蒸发镀膜仪在TiO2薄膜上沉积Au电极,获得了Au/TiO2/n+-Si结构的器件.研究了退火温度对薄膜结晶性能及器件电阻开关特性的影响.Au/TiO2/n+-Si结构的器件具有单极性电阻开关特性,置位(set)电压,复位(reset)电压、reset电流及功率的大小随退火温度的不同而不同,并基于灯丝理论对器件的电阻开关效应的工作机理进行了探讨.研究结果表明,500℃退火的器件具有良好的非易失性.器件高低阻态的阻值比大于103,其信息保持特性可达10年之久.在读写次数为100次时,器件仍具有电阻开关效应.     

焙烧温度及掺杂改性对负载型Mn-Ce/TiO2催化剂性能的影响

采用机械共混法在TiO2载体中掺杂Al2O3、SiO2、沸石等物质进行改性。并通过比表面检测仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、程序升温脱附等手段对负载活性组分后的载体进行表征,考察了载体的焙烧温度及掺杂Al2O3、SiO2、沸石后对负载型Mn-Ce/TiO2催化剂性能的影响。     

热处理工艺对多孔TiO2薄膜光催化性能的影响

以十八胺为模板剂,采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜,研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加,TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构,晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型TiO2组成,Ti以Ti 4+的形式存在。制备的TiO2薄膜厚度在200nm左右,薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势,随煅烧时间的延长先下降而后又上升。多孔TiO2薄膜光催化降解甲基橙结果表明,随煅烧温度升高薄膜的光催化活性增加,在500℃煅烧2h制备的薄膜具有最佳的光催化活性。     

Photocatalytic Property of TiO2 Films Deposited by Pulsed DC Magnetron Sputtering

TiO2 thin films were prepared by DC magnetron sputtering with the oxygen flow rate higher than the threshold. The film deposited for 5 h was of anatase phase with a preferred orientation along the <220> direction, but the films deposited for 2 and 3 h were amorphous. The transmittance and photocatalytic activity of the TiO2 films increased constantly with increasing film thickness. When the annealing temperature was lower than 700℃, only anatase grew in the TiO2 film. TiO2 phase changed from anatase to rutile when the annealing temperature was above 800℃. The photocatalytic activity decreased with increasing annealing temperature.     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化依（ＩｒＯ_２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲劳性能的影响,利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ_２薄膜．并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜．讨论了溅射参数（溅射功率、 Ａｒ／Ｏ_２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶、取向和形态的影响．     

Sb对直流反应磁控溅射制备TiO2薄膜的影响

用直流磁控溅射方法在Si(100)面及载玻片上制备了Sb掺杂TiO2薄膜.利用XRD光谱研究了Sb对其薄膜结晶情况的影响,用AFM观察其表面形貌,利用分光光度计测量了TiO2薄膜的光学特性及其对亚甲基蓝的分解活性,通过测量和计算表面对水的接触角来衡量光致亲水性.研究结果表明纯TiO2薄膜为锐钛矿型,适量Sb的掺杂能使TiO2薄膜的结晶有显著改善,并出现Ti2O3和金红石相TiO2,薄膜的光催化活性和光致亲水性明显改善.随着掺杂量的增加,TiO2薄膜的吸收边逐渐红移.但Sb掺杂过量时,破坏了二氧化钛原有的晶格结构,光催化活性和光致亲水性也相应降低.     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化铱（ＩｒＯ２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲性能的影响。利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ２薄膜,并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜,讨论了溅射参数（溅射功率、Ａｒ／Ｏ２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶,取向和形态的影响。     

溅射制备非晶氮化镓薄膜的光学性能

利用直流磁控溅射方法制备了GaN薄膜. X射线衍射及Raman光谱结果表明薄膜样品为非晶结构; 傅立叶红外光谱表明薄膜样品的主要吸收峰为Ga--N键的伸缩振动; 光致发光测试得到了360nm处的紫外发光谱; 测量薄膜样品的紫外-可 见谱, 并利用Tauc公式计算得到样品的光学带隙为3.74eV, 这与光致发光谱得到的结果是一致的.     

基底温度对直流磁控溅射制备氮化铜薄膜的影响研究

采用反应直流磁控溅射镀膜法,在氮气分压为0.9Pa、不同基底温度下、玻璃基底上制备了纳米多晶Cu3N薄膜,并研究了基底温度对薄膜结构和性能的影响。结果表明,当基底温度为100℃及以下时,薄膜以[111]方向择优生长为主;在150℃及200℃时,薄膜以[100]方向择优生长为主;250℃时开始出现Cu的[111]方向生长,300℃时已完全不能形成Cu3N晶体,只有明显的Cu晶体。随基底温度的升高,薄膜的沉积速率在13～28nm/min呈U型变化,低温和高温时较高,150℃时最低;薄膜的电阻率显著降低;薄膜的显微硬度先升后降,100℃时显微硬度最大。     

锑在直流反应磁控溅射制备二氧化钛薄膜中的作用

用直流反应磁控溅射方法在玻璃基底上制备了Sb修饰TiO2薄膜,利用XRD,Raman光谱以及SIMS研究了Sb对其表面结晶情况的影响并用XPS及SIMS分析了薄膜的成分.结果表明一定程度Sb的修饰对TiO2薄膜成晶有优化作用,起到了类似表面活性剂的作用,并使薄膜表面的光致亲水性能得到改善.当Sb修饰过量时,破坏了TiO2原有的晶格结构,劣化了薄膜表面的光致亲水性.     

温度对直流反应磁控溅射制备TiO2薄膜光学性质的影响

应用DC(直流)反应磁控溅射设备在硅基底上制备TiO2薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为42.6sccm,氧流量为15sccm,溅射时间为30分钟的条件下,通过控制温度改变TiO2薄膜的光学性质.应用n&k Analyzer 1200测量,当温度增加时薄膜的平均反射率降低同时反射低谷向长波方向移动;温度对消光系数k影响不大;当温度低于180℃薄膜的折射率变化不大,当温度达到240℃左右时薄膜的折射率明显降低.通过XRD和SEM表征发现,随着温度的增加TiO2的晶体结构由混晶变为单一的锐钛矿相,薄膜表面的颗粒由多变少,表面形貌由粗糙多孔变得细腻平滑.     

直流磁控溅射对异形工件内表面沉积薄膜性能的影响

对于表面形状复杂的异形工件,在薄膜沉积过程中由于受到阴影效应的影响,将会造成薄膜厚度的不均匀以及表面性能和结构的差异,工件在应用过程中容易导致表面失效,降低其使用寿命。为了在异形工件表面获得厚度均匀的薄膜,本文采用直流磁控溅射镀膜方式和单一因素变量法,在不同的工作气压、衬底温度下对异形工件内表面进行薄膜的制备。使用台阶仪、扫描电镜,分别对所制备薄膜进行厚度均匀性和表面形貌检测。结果显示:在一定的工作气压和衬底加热温度范围内,通过改变工艺参数对提高沉积薄膜厚度的均匀性与表面质量是有效的。随着工作气压的逐渐增加,工件内表面的Au膜厚度均匀性升高,当工作气压提升至1.5 Pa时,薄膜厚度均匀性达到±3%;当衬底温度提升至400℃时,沉积薄膜厚度均匀性达到±5%,并且薄膜表面平整、无裂纹。     

能量过滤磁控溅射技术制备ITO薄膜及其特性研究

采用磁控溅射(DMS)和能量过滤磁控溅射(EFDMS)技术在玻璃衬底上制备ITO透明导电薄膜。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射、紫外-可见分光光度计、四探针电阻仪、椭偏光谱仪等对薄膜的性能进行表征和分析,初步探讨了EFDMS技术的成膜机理。研究发现与DMS技术相比,EFDMS技术可有效降低薄膜的表面粗糙度,并且薄膜光电性能有一定改善。