PECVD法制备a-Si1-xCx:H薄膜的结构及光学性能研究

a-Si1-xCx:H的禁带宽度能随着薄膜中碳和氢的含量的变化而发生改变.深入了解薄膜中的键合情况及其对薄膜光学带隙的影响尤为重要.本文采用PECVD法,以硅烷(SiH4)和甲烷(CH4)为反应气源,通过选用不同的沉积功率及不同的组成制备出a-Si1-xCx:H薄膜,并采用红外光谱、喇曼光谱及紫外可见光谱等分析测试手段对薄膜中Si-C键的形成及其对光学能隙的影响进行了研究分析.分析表明Si-C键的形成几率及Si-C键的形成能力随着C和Si的含量接近而显著增加,Si-C键随着沉积功率的提高显著增加.研究得出,薄膜的光学能隙Eg受到a-Si1-xCx:H薄膜中的键合情况及薄膜缺陷态的影响.Eg随着薄膜中Si-C键含量的增加而变大,随着薄膜中的H含量的减少缺陷态的增加而减小.     

PECVD方法直接合成硅氧纳米复合薄膜(nc-SiOx:H)

首次报道了以SiH4、N2O和H2混合气体为原料,用PECVD工艺直接合成硅氧纳米复合薄膜(nc-SiOx:H),未经任何后处理过程观察到了可见光致发光现象,发光峰位于530 nm(2.34eV)左右.通过红外光谱(FTIR)、XRD、高分辨电镜(HRTEM)等手段观察分析了薄膜的组成和结构,薄膜形成了纳米硅在氧化硅网络中的镶嵌式结构.发光强度随薄膜中氧含量的增加而提高,认为薄膜的发光主要是由于跟氧有关的结构缺陷引起的.     

铝合金微弧氧化表面陶瓷膜的制备

微弧氧化陶瓷膜具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘性能,研究了在铝合金表面用微弧氧化方法沉积陶瓷层的工艺.采用正交设计法优化了试验方案,运用综合平衡法对每个方案制备的陶瓷层的厚度和硬度进行了分析,确定了各因素对陶瓷层影响的程度,并优化了电解液配方,确定了最佳工艺条件.同时对最佳工艺制备的陶瓷做了XRD、SEM和耐磨性测试,结果表明,最佳电解液配方为:硼酸10 g/L,钨酸钠2 g/L,氢氧化钾 2 g/L,陶瓷层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成.     

热处理条件对sol-gel法Pb0.4Sr0.6TiO3薄膜形成影响的研究

采用sol-gel法，利用快速热处理工艺过程，保持烧结温度在最低温度(约500℃)以上，制备了多晶钙钛矿结构的PST(Pb0．4Sr0.6TiO3)薄膜．通过XRD、SEM、AFM等方法对晶相的形成与热处理条件之间的关系进行了测试．研究表明，利用溶胶-凝胶法制备PST薄膜的钙钛矿晶相形成过程及晶相含量受制备过程及晶相形成时离子的活性所控制．通过快速热处理方法，在凝胶分解过程中得到的高活性离子直接形成晶相，可以得到相应更多的晶体含量及在较低的温度下形成晶相．在600℃下RTP制备的PST薄膜的晶相含量比同温度下保温热处理薄膜增加约14％，利用RTP制备PST薄膜的晶相形成温度约在500℃，相应要降低约50℃．薄膜的表面形貌受制备热处理过程影响，快速热处理薄膜的表面保持形成时的形貌：非晶相薄膜以光洁表面出现，晶态膜以均匀分布山峰状的形貌出现．受气氛的浸蚀作用，长时间热处理后的薄膜表面出现了变化，在原形貌的基础上以细小颗粒状覆盖的表面出现．     

电压和时间对微弧氧化法制备的TiO2陶瓷薄膜的光催化性能的影响

在弱酸性环境下,采用微弧氧化法在钛基板表面实现了TiO2陶瓷的制备,并就施加电压和微弧氧化的时间对陶瓷薄膜的光催化性能进行了研究.结果显示,较高的阳极电压和较长的微弧氧化时间有利于制备光催化性能优良的TiO2陶瓷薄膜.     

SiC纳米粉表面研究

借助于TEM、IR和XPS分析;对新鲜的SiC纳米粉表面和不同存放时间及处理条件下的样品表面进行分析比较,发现新鲜的作品表面主要以物理吸附氧为主（78.25％）,化合态氧为辅（21.75％）,在空气中存放一个月后,O／Si比由新鲜样品表面的0.49上升至0.70表面发生氧化,继续存放一个月,O／Si比增至0．77;但表面氧化速度变缓,在潮湿空气中SiC纳米粉更易氧化．离子刻蚀分析表明,O主要分布在粉末表面．     

硅掺杂和硅钒共掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了一定厚度(约120 nm)的掺硅TiO2薄膜,在配制原始溶液时,所用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙醇、水和硝酸的摩尔比为1∶y∶25∶1∶0.2.用扫描电子显微镜观察其表面形貌,用X射线衍射表征其结构.以甲基橙溶液为体系,考察掺杂后TiO2薄膜的光催化性能.结果表明当y≤0.3时,随硅掺入量的增加,TiO2薄膜的光催化性能提高;当y>0.3时,硅的掺入使TiO2薄膜的光催化性能降低.另外,用相同方法制备了钒硅共掺杂的TiO2薄膜,发现钒硅共掺杂可以进一步提高TiO2的光催化性能.     

掺氟二氧化锡/二氧化钛复合薄膜的光催化和低辐射性能

采用溶胶-凝胶法在Sn02：F（FTO）低辐射镀膜玻璃衬底上旋涂制备Ti02,获得FTO／TiOz复合薄膜。采用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见透射光谱、Fourier变换红外反射光谱等手段分析了复合薄膜的结构和形貌。结果表明：FTO／TiO2复合薄膜的光催化性随着Ti02薄膜厚度的变化而变化,当Ti02薄膜的厚度为190nm时具有最佳的光催化活性,并从能带角度解释了光催化性能提高的原因;Ti02薄膜能防止FTO在热处理时发生氧化,热处理后的复合薄膜仍具有较好的低辐射性能。     

基板温度对常压化学气相沉积法制备TiO2复合薄膜性能的影响

以Ti(OC3H7)4为先驱体,SnO2:F镀膜玻璃为基板,采用常压化学气相沉积法制备了TiO2/SnO2:F复合薄膜.用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见-近红外透射光谱等手段对样品的物相和性能进行了研究.结果表明:金红石相的SnO2:F底膜促进了TiO2金红石相的形成;当基板温度为480 ℃时,TiO2/SnO2:F复合薄膜出现针状结构,但随着基板温度继续升高,针状结构消失.样品的可见光透过率随基板温度而变化,其值为60%～90%,基本满足建筑物的采光要求.当基板温度为530 ℃时,TiO2/SnO2:F复合薄膜的光催化性能最好.     

制备稳定PZT溶胶及影响因素的分析

溶胶-凝胶法合成PZT时,后续工艺、最终产品的性能与溶胶溶液的稳定性有直接关系.本文就制备稳定PZT溶胶及影响因素进行探讨.实验以乙二醇甲醚为溶剂、以硝酸锆为锆源、醋酸铅为铅源、钛酸四丁酯为钛源,制备Pb(Zr0.5Ti0.5)O3粉体.实验结果表明铅离子与锆离子混合后很容易产生沉淀从而影响PZT溶胶溶液的稳定均一性;而溶液pH值调整可使沉淀物溶解.随混合金属离子浓度增加,其沉淀物消失的临界pH值也增加.在溶胶配制时其温度对稳定性影响不大.