Bi:YIG石榴石薄膜生长工艺和磁光性能研究

本文采用脉冲激光淀积PLD法在Si基片上生长了Bi掺杂钇铁石榴石(Bi:YIG),得到了Bi_(1.5)Y_(1.5)Fe_5O_(12)磁光薄膜。通过改变衬底温度和反应氧分压来控制淀积的薄膜质量。利用X射线衍射仪(XRD)和法拉第旋光测试装置测定了样品的物相结构和磁光性能。结果表明,在单步淀积生长Bi_(1.5)Y_(1.5)Fe_5O_(12)/Si过程中,基底温度越低、氧分压越高,越有利于薄膜结晶;同时生长了种子层YIG的Bi_(1.5)Y_(1.5)Fe_5O_(12)/YIG/Si的薄膜,较高的淀积温度和较高的氧分压是生长高结晶度Bi:YIG的必要条件。生长了种子层的薄膜结晶效果明显优于一步淀积生长的薄膜,且具有大的比法拉第旋转角,可以改善薄膜的磁光性能。     

膜厚对GdTbFeCo非晶薄膜磁光性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备了GdTbFeCo非晶薄膜,通过调节溅射时间制备出了不同厚度的薄膜,并研究了膜厚对薄膜磁光性能的影响。磁光特性测试仪的测试结果表明:溅射功率为75W,溅射气压为0.5Pa,薄膜厚度为120nm时,可以使GdTbFeCo薄膜垂直方向矫顽力和克尔角达到较大值,分别高达4575.476Oe和0.393o。能满足磁光记录材料矫顽力大,磁光克尔角大的要求。     

纳米二氧化钛薄膜光催化剂的合成及特性

研究采用溶胶-凝胶技术以载玻片为基质制备了纳米TiO2薄膜,向溶胶中添加乙酰丙酮后改善了溶胶的稳定性及薄膜的牢固性。用扫描探针显微镜(DFM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)及X射线光电子能谱(XPS)对薄膜进行了表征。结果表明:扫描探针显微镜(DFM)观察到薄膜中颗粒的粒径为20~40nm,X射线衍射(XRD)表明TiO2为锐钛型,用红外光谱(IR)表征了溶胶及粉末样品的物性并探讨了反应的机理,X射线光电子能谱(XPS)结果显示薄膜中除含有Ti、O元素外,还有少量从玻璃表面扩散至薄膜中的Na和Si元素。TiO2薄膜对光降解甲基橙水溶液具有很好的光催化性,通过掺SnO2、酸处理途径明显提高了其性能。     

CdO基稀磁半导体纳米薄膜的制备及性质

利用水热法和旋涂工艺制备Co2+掺杂CdO基稀磁半导体纳米薄膜,研究样品的微观结构及电磁性能等。结果表明:样品是具有岩盐矿结构的CdO晶体结构,薄膜中粒子的平均粒径约20nm,且随Co摩尔(下同)掺量的增加而减小。样品中Co离子为正二价,属替位掺杂;样品呈现出明显的室温铁磁性,饱和磁矩随Co2+掺量的增加先增大后减小,在Co2+掺量为4.33%时达到最大值。样品的电导率随Co2+掺量的增加先减小后微弱增大,在Co2+掺量约为6%时达到最小值。磁电阻效应测量结果表明:样品呈现出室温的正磁电阻效应,磁电阻随Co2+掺量的增加先增大后减小,在Co2+掺量约为7%时达到最大值。利用Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida(RKKY)机制、间接超交换机制和直接超交换机制等模型合理解释样品的铁磁性起源和磁电阻效应产生的物理机制。     

WO3/Bi2WO6复合薄膜的制备及其光电化学性能

以导电玻璃为基底采用水热法制备了WO3纳米片薄膜,再通过溶剂热法改变不同溶剂热反应时间(6、8和10 h)在WO3纳米片薄膜上生长Bi2WO6制备了WO3/Bi2WO6复合薄膜.利用XRD、SEM、UV-Vis、光电流、光电催化和交流阻抗对WO3/Bi2WO6复合薄膜的结构和光电性能进行表征与测定.结果表明,WO3纳米片薄膜的光电流密度为0.74 mA/cm2,对质量浓度为6.0 mg/L亚甲基蓝的光电催化效率为47.9％.不同WO3/Bi2WO6复合薄膜的光电化学性能均优于单一WO3纳米薄膜,且溶剂热反应时间为8 h的WO3/Bi2WO6复合薄膜具有最高的光电流密度(1.22 mA/cm2)和最优的光电催化效率(58.6％).WO3/Bi2WO6复合薄膜有效降低了复合薄膜内部电子阻抗,增加了有效光电化学反应位点,显著提升了光电化学性能.     

纳米晶硅多层薄膜的低温调控及其发光特性

采用单-双靶交替溅射法低温沉积了纳米晶硅多层薄膜（nc-SiO_x/a-SiO_x）,通过改变a-SiO_x势垒层的厚度和化学成分比例,实现了纳米晶硅多层薄膜的低温过程控制。透射电子显微镜（TEM）结果显示,a-SiO_x层太薄,不能有效阻断纳米硅生长,导致多层周期结构在后期沉积过程中受到破坏;增加a-SiO_x层厚度,周期性结构生长得以实现,但仍有部分纳米硅穿透a-SiO_x势垒层;傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明,薄膜中的氧化反应以及活性氢对物相分离过程的促进作用均对纳米硅生长有影响。进而增加a-SiO_x层氧含量,纳米硅的纵向生长被成功阻断。在此基础上,通过调整nc-SiO_x层厚度实现了薄膜光学带隙调整和纳米硅粒度控制。光吸收谱分析显示,随nc-SiO_x层厚度的增加,薄膜光学带隙逐渐减小;光致发光谱表明,多层周期结构实现了纳米硅尺寸的调控,粒子尺寸为几个纳米的纳米硅表现出了较强的发光,发光机制为量子限制效应-缺陷态复合发光。     

基于选择吸收纳米薄膜的太阳能温差发电特性研究

为提高太阳能温差发电效率,设计了一种基于选择吸收纳米薄膜新型温差发电装置。研究了光照强度、光照角度对其性能的影响,并与基于商用太阳能涂料的温差发电器进行了对比研究。结果表明：与基于商用太阳能涂料的温差发电器相比,采用选择吸收纳米薄膜作为吸热层可有效提高系统的输出功率,温差发电片的冷热端温差可提高1～2℃,且在低光照强度条件下最高可提高42.6%的输出功率。     

多孔TiO2纳米薄膜修饰的镍基光电极的制备和性能

引言 近年来,随着全球环境污染的进一步加剧,人们对清洁、无毒、可重复使用的能源--氢气的制备、储存及应用的研究日益重视.     

钼掺杂Ti02纳米薄膜的制备及其光催化活性研究

采用Sol—Gel法制备掺钼纳米Ti02溶胶,再采用浸渍提拉法制备MoTi02纳米薄膜,通过XRD、XPS、SEM等测试手段对制备的Mo—Ti（）2。纳米薄膜进行表征;以罗丹明B为反应体系,考察了钼掺杂量、烧结温度、保温时间对TiO2晶格畸变、晶粒尺寸、晶型及光催化活性的影响。结果表明,部分Mo＾6＋取代晶格中Ti＾4＋的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO2由锐钛矿相向金红石相转变;掺杂适量的钼有利于提高TiO2光催化效果,在500℃烧结、钼掺杂量1．5％（以钛物质的量计）、保温1h时制备的Mo—TiO2纳米薄膜具有最佳光催化效果。     

钼掺杂TiO2纳米薄膜的制备及其光催化活性研究

采用Sol-Gel法制备掺钼纳米TiO2溶胶,再采用浸渍提拉法制备Mo-TiO2纳米薄膜,通过XRD、XPS、SEM等测试手段对制备的Mo-TiO2纳米薄膜进行表征;以罗丹明B为反应体系,考察了钼掺杂量、烧结温度、保温时间对TiO2晶格畸变、晶粒尺寸、晶型及光催化活性的影响.结果表明,部分Mo6+取代晶格中Ti4+的位...     

低温制备纳米晶TiO2薄膜及其光催化性能

以无机盐TiOSO4、氨水、H2O2为原料,通过沉淀、胶溶、络合、回流等步骤制备了含有锐钛矿晶粒的回流溶胶(refluxed sol,RS).以RS为前驱体在玻璃基片上用红外灯100 ℃干燥,在低温下制备了纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射、热重、扫描电镜、紫外可见光吸收光谱等测试手段对TiO2薄膜进行了表征.结果表明:低温制备的TiO2薄膜呈透明状,在可见光下透光率超过80 %,附着力良好,薄膜表面均匀分布着球形锐钛矿晶粒,晶粒粒径随回流时间延长而增加.以10 mg/L甲基橙为降解对象,考察了TiO2薄膜的光催化性能,由100 ℃回流6 h的RS-6溶胶制备的TiO2薄膜光催化性能最好,120 min内甲基橙脱色率达到99%以上,说明采用RS前驱体制备的TiO2薄膜光催化性能良好.     

Ti／TiN多层膜显微结构的研究

用透射电镜研究了Ti/TiN多层膜的显微形貌,并用X射线衍射与透射电镜的微束电子衍射相结合的方法获得多层膜的晶体结构、相组成及其空间分布的信息。证明了Ti/TiN多层膜有明显的分层结构,在每对相邻的Ti层和TiN层之间,均存在Ti_2N界面过渡层,在膜基界面处存在FeTi过渡层。多层膜的晶粒呈纤维状,其尺寸随单层厚度的降低而减小,此即多层膜的晶粒细化效应,它伴随着膜层硬度的增加。     

辉光放电a-SiN_x:H薄膜光电导特性的研究

本文讨论了辉光放电(GD)制备的a-SiN_x:H光电导随入射光子能量、光强和温度的变化关系,定量地考察了带隙、带尾态的宽度、带隙内悬键态密度与氮含量的关系。提出了N原子在非晶硅网络中一种可能的结合方式,使用修正后的Mott-CFO隙态分布模型和Rose·Shocklewy-Simmons公式,数值计算了光电导随温度的变化关系。与实验比较,给出了隙态分布的位置、宽度和高度,也给出了电子迁移率和复合系数。理论计算与实验测量符合较好。     

溶胶-凝胶法制备SiO2-TiO2纳米复合薄膜的结构及光学性能研究

采用ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺制备了（－ｘ）ＳｉＯ２－ｘＴｉＯ２（ｘ＝５％,８％,２０％,３０％,４０％,５０％摩尔分数）纳米复合薄膜,Ｘ射线衍射及折射率测量表明,随着ＴｉＯ２摩尔分数的增加,薄膜的折射率呈线性增加,而ＴｉＯ２的析晶温度则降低,随着薄膜热处理的提高,其折射率亦增加,主要来自于薄膜结构转变的贡献,即由非晶态转变为锐钛矿相,由锐钛矿转变为金红石与锐钛矿两相共存两转变为完全的金红石相结构,并诱导     

Lu_2O_3:Tb薄膜的制备、结构和发光性能

采用Pechini溶胶-凝胶法结合旋涂技术在单晶硅衬底上制备出了均匀、无裂纹的掺Tb3+的Lu2O3(Lu2O3:Tb)薄膜。用热重-差示扫描量热法分析了前驱体干凝胶在室温至1000℃下发生的热分解现象。利用X射线衍射和Fourier红外光谱和原子力显微镜研究了热处理温度对Lu2O3:Tb薄膜的晶相、化学组成和表面形貌的影响。结果表明:在550～1000℃间热处理的Lu2O3:Tb薄膜为多晶氧化镥立方结构,晶粒尺寸随温度升高而逐渐长大至30nm左右。在220nm紫外光激发下,Lu2O3:Tb薄膜呈现出较强的绿光发射,主发射峰分别位于542nm和551nm处。随着热处理温度的提高,Lu2O3:Tb薄膜中缺陷减少,发光强度增强。