钛掺杂三氧化钨薄膜结构与电致变色性能研究

通过射频溅射法,常温下制备了纯相WO_3和Ti掺杂WO_3薄膜,采用XRD、SEM、Raman、电化学工作站、紫外–可见–近红外分光光度计等对薄膜的微观结构、循环稳定性、光学性能进行了表征和分析。研究发现:钛掺杂对WO_3薄膜的表面形貌和光学常数影响不明显,但使薄膜的晶化温度升高。电化学测试结果表明,Ti掺杂可以提高离子在薄膜中注入/抽出的可逆性,提高薄膜的循环稳定性,同时薄膜的响应速度和光学调制性能也得到提高,掺杂后薄膜着色态和漂白态的响应时间分别由9.8、3.5 s减小为8.4、2.7 s,因此Ti掺杂WO_3薄膜具有更好的电致变色性能。

几种热控涂层的真空-紫外辐照试验

无机热控涂层是航天器常用的一类热控涂层。文章采用上海硅酸盐研究所研制的真空-紫外辐照装置,选用合适的加速倍率,对国内几种常用的热控涂层进行了10 000 ESH以上的辐照试验,原位测量了各阶段试验样品的太阳吸收比,获得了这些热控涂层的太阳吸收比变化曲线,验证了热控涂层的"漂白效应"。相关研究结果可以为热控制专家进行热设计时提供参考。

VO2薄膜Vis-NIR及NIR-MIR椭圆偏振光谱分析

采用射频磁控溅射在石英玻璃基底上反应溅射制备单斜相(M相)VO_2薄膜.利用V-VASE和IR-VASE椭圆偏振仪及变温附件分别在0.5—3.5 eV(350—2500 nm)和0.083—0.87 eV(1400—15000 nm)入射光能量范围内对相变前后的VO_2薄膜进行光谱测试,运用逐点拟合的方式,并通过薄膜的吸收峰的特征,在0.5—3.5 eV范围内添加3个Lorentz谐振子色散模型和0.083—0.87 eV范围内添加4个Gaussion振子模型对低温态半导体态的薄膜椭偏参数进行拟合,再对高温金属态的薄膜添加7个Lorentz谐振子色散模型对进行椭偏参数的拟合,得到了较为理想的拟合结果.结果发现:半导体态的VO_2薄膜的折射率在近红外-中红外基本保持在最大值3.27不变,且消光系数k在此波段接近于零,这是由于半导体态薄膜在可见光-近红外光范围内的吸收主要是自由载流子吸收,而半导体态薄膜的d//轨道内的电子态密度较小.高温金属态的VO_2薄膜的折射率n在近红外-中红外波段具有明显的增大趋势,且在入射光能量为0.45 eV时大于半导体态的折射率;消光系数k在近红外波段迅速增大,原因是在0.5—1.62 eV范围内,能带内的自由载流子浓度增加及电子在V_(3d)能带内发生带内的跃迁吸收,使k值迅速增加;当能量小于0.5 eV时k值变化平缓,是由于薄膜内自由载流子浓度和电子跃迁率趋于稳定所致.

聚合物材料表面原子氧防护技术的研究进展

聚合物材料具有质量轻、强度高等优点,常被用作航天器表面的复合结构基材。原子氧是低地球轨道空间中成分含量最高的粒子之一,对暴露在航天器表面的聚合物材料易形成大通量、高能量轰击,造成其表面氧化侵蚀和质量损失,使聚合物材料的性能发生不同程度的衰退,也是导致航天器件可靠性降低、工作寿命缩短的主要环境因素。本文对当前国内外通用的几种聚合物材料表面原子氧防护技术进行了整理归纳,其中表面化学改性方法结合了体材改性和常用防护涂层的优点,得到的有机/无机复合改性防护层具有较好的综合防护性能。文中分析了近年来由计算模拟法开展原子氧与表面防护材料相关作用机理的研究,指出采用计算模拟结合试验的研究方法,有可能从本质上揭示复合改性层与原子氧的作用机理,从而促进原子氧防护材料与防护技术的研究发展。

砚状ZnO/石墨烯复合物的制备及其光催化性能

采用一步溶液法制备了具有砚状形貌的ZnO/石墨烯复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等研究不同制备条件下ZnO形貌、石墨烯的复合状态和砚状ZnO的生长机理;通过测试300W氙灯对甲基蓝溶液(MB)的光催化效率,研究制备条件、形貌结构对复合物的光催化性能的影响;通过对复合物光致发光(PL)光谱以及紫外-可见光谱测试,研究石墨烯复合物对光生电子-空穴对的复合以及光吸收效率的影响。研究结果表明,砚状ZnO的生长机理为"掏蚀机理";复合石墨烯增强了这种ZnO的光吸收效率、降低了ZnO的带隙,并且降低了光生电子-空穴对复合几率,有利于提高光催化性能;砚状ZnO的砚底上表面粗糙,有利于反应面积的增加,砚底的厚度较薄,有利于光生电子-空穴对在较强的内建电场下迅速向相反方向分离,降低其复合几率,从而使其具有优异的光催化性能。

W掺杂VO_2薄膜的椭圆偏振光谱表征

利用MSP-3200三靶共溅射镀膜机,射频磁控溅射在石英基底上反应溅射制备单斜相（M相）VO_2薄膜及W掺杂单斜相（M相）VO_2薄膜。利用WVASE32椭圆偏振仪及变温附件在350~2 500 nm波长范围内对相变前后的VO_2薄膜及W掺杂VO_2薄膜进行光谱测试,运用Lorentz谐振子色散模型结合有效介质近似模型对椭偏参数进行拟合。结果表明：W掺杂的VO_2薄膜与纯相的VO_2薄膜相比,光学常数n、k随波长的变化趋势相同,但W掺杂后的VO_2薄膜的折射率n小于纯相VO_2薄膜的折射率,而消光系数k值大于纯相VO_2薄膜的k值。W的掺入增加了薄膜的致密度,同时增加了薄膜内部自由载流子的浓度。