Ag—Nd2O3复合介质薄膜的光吸收特性研究

在真空中用蒸发沉积的方法制备了埋藏有金属Ag纳米微粒的稀土氧化物复合介质薄膜Ag-Nd2O3。通过对这种薄膜的透射电子显微镜观察和光吸收实验研究，发现在相同Nd2O3的薄膜上沉积数量和大小不同的Ag纳米粒子，Ag-Nd2O3复合介质薄膜的光吸收特性随Ag粒子尺寸和体积分数的增大，吸收峰向长波方向转移。而且在光波长310～1200nm区域内，吸收比随Ag粒子尺寸和体积分数的增加而增加，分析表明Nd2O3与Ag粒子之间的相互作用是影响吸收峰位置和吸收比大小的主要原因，Ag粒子的体积分数是导致吸收峰移动的主要因素。     

Ag—MgF2纳米金属陶瓷薄膜的光吸收特性

测量了真空热蒸发沉积法制备的Ag-MgF2纳米金属陶瓷薄膜在近紫外到可见光区的吸收光谱、光学常数和介电函数,观察到在427nm处有明显的表面等离子激元共振吸收峰。消光系数与介电函数的虚部谱形类似。讨论了共振吸收峰位置与金属微粒尺寸的关系。     

Ag-MgF_2纳米金属陶瓷薄膜的光吸收特性

测量了真空热蒸发沉积法制备的Ag MgF2 纳米金属陶瓷薄膜在近紫外到可见光区的吸收光谱、光学常数和介电函数 ,观察到在 42 7nm处有明显的表面等离子激元共振吸收峰。消光系数与介电函数的虚部谱形类似。讨论了共振吸收峰位置与金属微粒尺寸的关系     

Ag—BaO复合薄膜光吸收谱中的双峰结构

经超额Ba激活的Ag-BaO复合薄膜光吸收谱显示,该薄膜样品在可见－近红外光波段存在2个吸收峰。理论分析表明,位于可见光区的主吸收峰源于埋藏在BaO半导体中的Ag纳米粒子的表面等离子激元共振吸收;而位于近红外光区的次吸收峰则是由BaO半导体基质中杂质级级的光吸收引起的。杂质能级的产生与超额Ba在BaO晶体中造成的氧缺位有关。     

GaAs颗粒镶嵌薄膜的制备及光吸收特性的研究

采用复合靶共溅射技术制备纳米ＧａＡｓ晶粒镶嵌在ａ－ＳｉＯ２中的复合薄膜。通过控制淀积时基片的温度，调节靶面ＧａＡｓ的百分比，可制备出不同ＧａＡｓ晶粒尺度与体积百分比的薄膜。     

硅基氧化物薄膜的结构及光吸收特性的研究

采用射频磁控共溅射方法制备了纳米Ge颗粒尺寸的Ge-SiO2薄膜、非晶Si-SiO2薄膜和非晶AlSiO复合薄膜,分析了样品的结构,研究发现3类样品均存在较强的吸收,对于Ge-SiO2薄膜观察到光吸收边随Ge颗粒尺寸变小而蓝移的现象,这主要是由于Ge颗粒的量子限域效应所引起的。而对于非晶样品也出现了光吸收边蓝移和能隙展宽的现象,这可能是由于样品中的杂质或缺陷等受到限域作用的结果。     

Ag-BaO复合薄膜光吸收谱中的双峰结构

经超额Ba激活的Ag-BaO复合薄膜光吸收谱显示,该薄膜样品在可见-近红外光波段存在2个吸收峰.理论分析表明,位于可见光区的主吸收峰源于埋藏在BaO半导体中的Ag纳米粒子的表面等离子激元共振吸收;而位于近红外光区的次吸收峰则是由BaO半导体基质中杂质能级的光吸收引起的.杂质能级的产生与超额Ba在BaO晶体中造成的氧缺位有关.     

水热合成纳米ZnO-Fe2O3复合材料及其光吸收性能

以Zn(Ac)2·2H2O、Fe(NO3)3·9H2O和NaOH为原料,采用水热法合成了纳米ZnO-FezO3复合材料.并用 X 射线衍射和扫描电子显微镜测试技术对znO-Fe2O3纳米粒子的结构和形貌进行了表征.ZnO-Fe2O3粒子基本为球形,粒径30～40nm;利用UV-3310 紫外-可见分光光度计测试了样品的光吸收性能,并探讨了不同的反应温度、时间及不同物料配比等因素对光吸收强弱的影响.结果表明:当Fe:Zn=1:1(摩尔比),pH=7,180℃下反应5h得到的纳米复合材料光吸收性能最好.     

正交相Y2Mo3O12薄膜的制备及光吸收性能研究

采用磁控溅射法在Si(100)和石英衬底上沉积Y2Mo3O12,并经退火处理获得正交相Y2Mo3O12薄膜.采用扫描电镜、X射线衍射仪、变温拉曼光谱仪和紫外-可见光谱计研究了薄膜的表面形貌、结晶特性、吸湿性和光吸收性能.结果表明,磁控溅射沉积Y2Mo3O12薄膜为非晶态,退火后结晶为正交相结构.正交相Y2Mo3O12薄膜表面平整、晶粒细小,具有可逆的脱水吸水性能,其光学带隙宽度为4.58eV,对近紫外光(波长286～270nm)具有很好的吸收性能,可应用于日盲探测器中.     

退火对Ag-SiO2复合薄膜形貌和光学特性的影响

使用磁控溅射制备Ag和SiO2相间的多层膜，系统研究了退火对复合薄膜形貌和光学特性的影响。实验发现退火时间越长，Ag颗粒直径越大，吸收谱峰位相对较短的退火时间有红移现象，并且吸收谱峰比较宽，比较强。在退火时间足够长的情况下，随着每层SiO2厚度的减小，Ag颗粒直径也减小，吸收峰强度变小，峰宽变窄，峰位有蓝移现象。我们做了大量实验，总结出了退火时间的计算公式。薄膜经过合适的退火时间，放置20d后发现出现小平面结构，Ag颗粒分裂，吸收谱峰宽变窄，吸收峰位蓝移。不同退火温度下的吸收谱表明500℃是一个比较理想的退火温度。     

银修饰氮掺杂TiO_2薄膜的制备及光催化性能研究

TiO2具有光催化活性,因而被广泛应用于废水处理、空气净化、尾气处理等领域。研究表明,经掺杂的TiO2薄膜具有更优异的光催化活性。在众多的可掺杂元素中,N和Ag具有独特的性能特征,因此其可使TiO2薄膜的光催化活性得到较大提升。本文使用直流磁控溅射法和拼靶工艺制备了不同Ag含量的银修饰掺氮TiO2薄膜,并分析了薄膜的形貌结构、表面元素化学态、光学性能和可见光催化活性。研究表明:薄膜沉积过程中Ag含量对薄膜性能影响较大。在TiO2的表面,颗粒细小而均匀。随着Ag含量的增加,薄膜表面出现凸起颗粒,为Ag2O颗粒,且其尺寸逐渐增大;薄膜对350~800 nm波段光的吸收增强。当Ag含量为6.76%(原子比)时,薄膜具有最高的可见光催化活性。     

Ge-SiO2与Si-SiO2薄膜中颗粒形成的对比研究

以Ge-SiO2和Si-SiO2复合靶作为溅射靶,分别采用射频磁控溅射技术和双离子束溅射技术制得了Ge-SiO2和Si-SiO2薄膜.然后分别在N2气氛中经过600 ℃-1000 ℃的不同温度的退火.通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),光电子能谱(XPS)分析等测试手段,将两种薄膜进行了比较.在Ge-SiO2样品中,随退火温度的升高,会发生GeOx的热分解或者与Si发生化学反应,引起部分氧原子逸出和Ge原子的扩散和聚集,从而形成纳米Ge的晶粒.在Si-SiO2薄膜样品中,由于Si的成核长大速率较低,因而颗粒长大的速率较慢,薄膜内不易形成Si颗粒.只有经1 000 ℃高温退火后样品中才有少量单质Si颗粒形成.     

通过氧化Cu膜制备Cu_2O薄膜

通过热蒸镀Cu膜并在空气中退火制备Cu2O薄膜,利用X射线衍射(XRD)、能量分散X射线谱(EDX)和原子力显微镜(AFM)研究了已沉积和不同温度退火薄膜的晶体结构、成份和表面形貌。结果表明,Cu膜在200℃退火30分钟可以得到具有单一成份的Cu2O薄膜。四探针测量得到所制备的Cu2O薄膜电阻率为0.22Ωcm。用紫外可见光分光光度计(UV-vis)研究了Cu2O薄膜的光学特性,得出其光学带隙为2.4eV。     

WO3薄膜制备及其电致变色性能研究

采用直流反应磁控溅射方法在室温下制备WO3薄膜。研究溅射功率对WO3薄膜结构及电致变色性能的影响规律,考察退火后WO3薄膜的结构演变及电致变色性能变化。结果表明溅射功率为270W时薄膜表现出较好的电致变色性能,其调制幅度达78.5%,着色时间为9s,褪色时间为3.2s。将该功率下制备的WO3薄膜进行退火处理,其结构由非晶态转变为晶态,但调制幅度、响应时间特性都发生一定程度的退化。非晶态WO3薄膜相比晶态结构具有更快的响应时间和更宽的调制幅度,但晶态薄膜具有更好的循环稳定性。     

CdO／SnO2双层薄膜的气敏性能

以ＣｄＯ、ＳｎＯ＿２粉料作为靶，采用直流溅射方法制得ＣｄＯ、ＳｎＯ＿２双层薄膜元件，比较了ＣｄＯ／ＳｎＯ＿２与ＳｎＯ＿２／ＣｄＯ在性能方面的差异。认为ＣｄＯ／ＳｎＯ＿２的气敏性能较好，并初步探讨了工作温度和膜厚等因素对ＣｄＯ／ＳｎＯ＿２元件的电学性质及气敏特性的影响。     

掺Zn改善SnS2光电薄膜的性能

热蒸发制备Zn掺杂SnS2薄膜,研究不同Zn含量及热处理条件对薄膜的物相结构、表面形貌和光电性能的影响。实验给出用Sn∶S=1∶1.08(wt)混合粉末沉积的薄膜,经380℃、15min热处理后得到简单正交晶系的SnS2薄膜;9(wt%)掺Zn后的薄膜热处理条件为370℃、20min。Sn、S和Zn分别以正4价、负2价和正2价存在于薄膜中。SnS2薄膜的直接光学带隙为2.12eV,掺Zn后为2.07eV;薄膜的电阻率从未掺Zn时的4.97×102Ω.cm降低到2.0Ω.cm,下降了两个数量级,所有SnS2薄膜导电类型均为N型。     

热氧化处理对铋薄膜光学性能的影响

对通过蒸发获得的金属铋薄膜经加热氧化处理并与直接蒸发氧化铋获得的薄膜比较和进行光学性能测量，发现都能获得β相氧化铋薄膜。但是由于热氧化与蒸发的过程或速率不同，出现化学计量偏离，薄膜结构和光学性能变化。热氧化不够或低速率蒸发形成薄膜富铋，出现无定型或其它相结构，光学吸收限变宽，移向低能处。过氧化则会使薄膜富氧，同样使结构变化，吸收限变宽而向高能方向移动。实验表明蒸发金属铋薄膜然后经３５０℃，３小时热氧化是比较合适的制备氧化铋薄膜的条件。     

Cu/CaF2复合团簇镶嵌薄膜的光学性质

利用溅射-气体-聚集（SGA）共沉积法，分别在方华膜和光学石英玻璃衬底上制备了Cu团簇嵌理在CaF_2介质中的Cu／CaF_2复合团簇镶嵌薄膜样品。透射电镜（TEM）分析表明，样品为多晶结构；样品的分光光谱仪测量和光Kerr响应表明，Cu金属的表面等离子体共振吸收频率明显依赖于样品中Cu团簇的大小，随着团簇尺寸的减小，样品共振吸收峰发生红移；并且在吸收峰位附近，表现出较大的第三级非线性系数。     

SnO_2和SnO_2-Ag薄膜的电学特性

用磁控溅射法在集成了铂加热电极的Si基膜片型微结构单元上制备了SnO2 和SnO2 Ag敏感薄膜。用温度调制方式和锯齿波加热方式研究了薄膜的电学特性 ,讨论了银催化剂、湿度及氧分压对SnO2 电学特性的影响。从温度调制方式下测得的电阻 温度曲线可以区分由热激发过程和由表面反应过程引起的膜电阻变化。这种方法为研究气敏薄膜表面反应过程和气敏响应机理开辟了新的途径。