非晶碳膜中sp^2和sp^3相的检测方法

非晶碳薄膜由sp2和sp3杂化的碳原子组成。sp2和sp3碳原子的比例是决定非晶碳膜的结构和性能的重要参数。如何定量或定性地分析碳薄膜中sp2和sp3碳的含量一直是十分重要的问题。目前用来测定sp2和sp3碳及其比例的实验方法有13C核磁共振谱(NMR)、电子能量损失谱(EELS)、X射线光电子能谱(XPS)、椭圆偏振谱、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(IR)等。综述了这些测定方法及其特点。

纳米非晶碳膜表面氢吸附对其场致电子发射特性的影响

采用微波等离子体化学气相沉积系统在陶瓷衬底上制备了具有sp2键价结构的纳米非晶碳膜。用Raman谱、XPS谱、SEM和XRD等手段分析了薄膜结构。样品经过多次场发射测试后I-U曲线趋于稳定,然后用氢等离子体处理使碳膜表面重新吸附氢。可以发现氢吸附后场发射电流增加,相应的F-N直线的斜率减小。根据F-N理论,F-N直线的斜率正比于φ3/2β,其中是表面功函数,β是取决于形貌的场增强因子,由SEM观察可知氢吸附后样品的形貌没有变化,F-N直线的斜率减小意味着功函数的降低,即氢吸附可降低sp2碳膜表面的功函数从而提高了场发射电流。为了验证以上推论,采用密度泛函理论计算了氢原子和氢离子吸附对sp2碳表面功函数的影响。作为近似,用石墨(0001)面来代表sp2非晶碳,计算了氢原子和氢离子在石墨(0001)表面不同的位置以1/2覆盖度化学吸附后石墨(0001)表面的真空能级、费米能级和表面功函数。计算结果显示氢原子和氢离子吸附后石墨(0001)表面的功函数可降低0.6和2.5 eV左右。这和从实验中得到的结论基本一致。

MPCVD实验条件对碳氮纳米管薄膜场发射性能的影响

通过正交设计试验法研究了微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)实验条件对碳氮纳米管薄膜场发射性能的影响.结果表明,当微波功率为1 500 W、反应气压为8.5 kPa、甲烷、氮气和氢气的流量比为8:20:80时,制备的碳氮纳米管薄膜场发射特性最好,其开启电场强度为3.2 V/μm,电场强度为8.0V/μm时的电流密度为3.5 mA/cm2.

MPCVD多晶金刚石薄膜的生长特性研究

本文用微波等离子化学气相沉积系统（MPCVD）在单晶硅衬底上制备多晶金刚石薄膜，反应气体为CH4和H2。利用扫描电镜（SEM）和Raman光谱研究了CH4流量和反应时间对多晶金刚石薄膜形貌和碳结构的影响。结果表明：随着CH4流量的增加，金刚石的成核密度增加，并出现二次形核，金刚石颗粒从单晶逐渐转变为多晶结构。多晶金刚石薄膜的生长过程为：生长初期在单晶硅衬底上形成非晶碳层，金刚石在非晶碳层上成核长大，并伴随着二次成核，最终形成多晶金刚石膜。

沉积工艺参数对碳纳米管薄膜场发射性能的影响

利用微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）方法，在不锈钢衬底上直接沉积碳纳米管膜。通过SEM、拉曼光谱和XRD表征，讨论了制备温度和甲烷浓度对碳纳米管膜场发射的影响。结果表明：不同条件下制备的碳纳米管膜的场发射性能有很大差异，保持氢气的流量（100sccm）、生长时间（10min）、反应室压力不变，当甲烷流量为8sccm、温度为700—800℃时，场发射性能最好，开启场强仅为0．8V／μm，发射点分布密集、均匀。

刻线镍膜上沉积的碳纳米管场发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)方法,在刻线的镍膜上沉积碳纳米管膜。通过SEM和拉曼光谱表征,讨论了催化剂厚度、制备温度、反应时间以及甲烷浓度对碳纳米管场发射的影响。结果表明:不同条件下制备的碳纳米管的场发射性能有很大差异,保持氢气的流量(100sccm)不变,当甲烷流量为5sccm、生长时间为5min、催化剂膜厚为150nm、温度为700～800℃时,场发射性能最好,开启场强为1.3V/μm,最大发射电流达到6.8mA/cm2。

WC-Co硬质合金基体上高附着力金刚石薄膜的制备

采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)法在WC-Co硬质合金基体上制备金刚石膜,研究了TiNx中间层的引入对金刚石薄膜质量及其附着性能的影响.结果表明,在酸浸蚀脱钴处理的基础上,通过预沉积氮含量呈梯度变化的TiNx中间过渡层,可在硬质合金基体上制备出高质量的金刚石薄膜;压痕法测试其临界载荷达1000N.

不锈钢衬底的抛光处理对碳纳米管薄膜场发射性能的影响(英文)

在抛光的和未抛光的不锈钢衬底上,利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法从甲烷和氢气的混合气体中沉积碳纳米管薄膜,并对其场发射性能进行了研究。实验发现,不锈钢衬底的机械抛光能降低碳纳米管膜的开启场强,增大它的发射电流密度。在同一场强7.5 V/μm下,衬底未抛光样品的电流密度为2.9 mA/cm2,而衬底抛光样品的电流密度达到5.5 mA/cm2。低开启场强和大发射电流密度意味着β增大,说明机械抛光能使碳纳米管膜的β增大。

不锈钢衬底碳纳米管薄膜的场发射特性

不需要添加任何催化剂,直接在含有少量Ni和Cr成分的不锈钢衬底上,用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法沉积碳纳米管薄膜.在SEM下观察,生成的碳纳米管取向无序,但浓度大、杂质含量少、直径小且分布均匀,其直径在50-60nm,为多壁碳纳米管.Raman光谱实验证实了此碳纳米管中存在大量缺陷.场发射实验表明,本样品的开启电压低,电子发射均匀,发射电流大.当用ITO玻璃作阳极且场强为11 V/μm时,电流密度可达到31 mA/cm2;当用荧光粉包覆的ITO玻璃作阳极且场强为6 V/μm时,电流密度可达到1.25 mA/cm2,这时的电子可稳定发射,使该样品变成良好的电子发射体.

不锈钢衬底的预处理条件对碳纳米管薄膜场发射性能的影响(英文)

在不同预处理条件的不锈钢衬底上 ,利用微波等离子体化学气相沉积 (MWPCVD)方法从甲烷和氢气的混合气体中沉积碳纳米管薄膜 ,并对其场发射性能进行了研究 .实验发现 ,不锈钢衬底的机械抛光和酸洗 ,能降低碳纳米管膜的开启场强 ,增大它的发射电流密度 .在场强为 6 .2 5 V/μm时 ,衬底未处理样品的电流密度为 1.2 m A / cm2 ,而衬底抛光的样品和衬底抛光又酸洗的样品的电流密度分别达到 3.2和 2 .75 m A / cm2 .衬底只需机械抛光 ,而不需要酸洗 。

溶胶-凝胶、微波加热合成Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉体

以钛酸丁酯、硝酸锂、硝酸铝和磷酸为原料，采用溶胶-凝胶、微波加热的工艺合成了Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉体，并研究了热处理温度对粉体结构的影响。用X射线衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱仪（Fr—IR）、扫描电镜（SEM）对制备的粉体进行了表征。结果表明：溶胶凝胶、微波加热工艺与固相合成工艺相比可以显著地降低热处理的温度，缩短保温时间；前躯体经700～900℃微波热处理30min后均可合成纯相的Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉体，且结晶性良好，粉体的粒度为2～5μm。

直流反应溅射TiO_2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2V的偏压下,锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应上升迟豫时间约为3s,稳定光电流可达到2.1mA,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。

直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜的光响应(英文)

采用直流反应磁控溅射的方法在镀有ITO的导电玻璃衬底上沉积了二氧化钛薄膜 ,分别用拉曼光谱和吸收光谱研究了薄膜的结构 ,通过光电流研究了二氧化钛薄膜的紫外光响应。在 10 0s的时间内光电流能达到最大值的96 % ,当停止紫外光照射时 ,光电流在 2 0 0s的时间内能恢复到暗电流 ,二氧化钛薄膜对紫外光的灵敏性和稳定的光响应表明二氧化钛薄膜有可能成为一种新的紫外光探测器材料。

锐钛矿TiO_2薄膜的制备及其紫外光电导性能研究

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 可见光吸收谱,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弛豫时间约为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TiO 薄膜有可能成为一种新的紫外光探测器材料。

成人网络化学习能力研究

随着知识更新的加速和新技术的不断出现,成人的知识和专业技术需要不断更新,终身学习逐步成为了成人生活的一部分。随着网络信息技术、多媒体技术的成熟以及教育资源的不断丰富,利用网络进行自主学习已经成为成人实现终身学习的主要学习途径。本文对基于网络的成人学习特征、学习能力的形成进行了探讨。

创新实验对大学生综合素质的培养

以郑州大学课外创新实验为平台,结合创新课题"Li4Ti5O12/SnO2复合纳米线的制备及电化学性能研究"的具体实施情况,探讨创新实验对大学生综合素质的影响.通过以学生为主体的团队合作模式,充分调动了学生参与科研的主动性和积极性,在培养其创新能力、动手能力及沟通能力等方面取得较好效果.

纳米片状金刚石膜的生长过程

采用微波等离子化学气相沉积系统(MPCVD)在镀钛的单晶硅衬底上制备纳米金刚石薄膜。反应气体为CH4和H2,其流量比为1∶1,微波功率为1 800 W,反应气压为10 kPa。利用扫描电镜(SEM)和Raman光谱分析薄膜的形貌和碳结构。结果表明,纳米金刚石薄膜呈现片状的组织特征,其生长过程为:生长初期在单晶硅衬底上形成由纳米碳颗粒组成的球状碳团簇;随着沉积时间的增加,碳团簇逐渐增大,纳米碳颗粒定向排列或自组装,最终形成片状纳米金刚石膜。

直流反应磁控溅射制备锐钛矿型TiO_2薄膜

采用直流反应磁控溅射的方法,在衬底温度为350℃的条件下溅射高纯钛靶,并在玻璃衬底上制备了TiO2薄膜。采用正交设计法探讨了溅射气压、溅射电流、氧氩比和溅射时间等实验条件对TiO2薄膜结构的影响。经过X射线衍射和拉曼光谱分析,制备结晶良好的锐钛矿结构TiO2薄膜的最佳实验条件为:溅射气压0.3Pa;溅射电流0.7A;氧氩比1∶3;溅射时间40min;退火温度650℃。

Al_2O_3-MgAlON复合材料裂纹愈合机理研究

以刚玉粉(≤3μm)和MgAlON粉(≤2μm)为原料,按w(刚玉粉)=75%,w(MgAlON粉)=25%的配比配料,制成3 mm×4 mm×36 mm的试样,在N2气氛中于1 500℃煅烧2 h,采用维氏硬度计在试样表面中心位置制造裂纹(压痕),然后在氮气保护下分别加热至1 000、1 100、1 200、1 300、1 500和1 550℃保温6 h进行愈合处理。通过愈合前后裂纹部位显微结构和物相组成的分析,探讨了Al2O3-MgAlON复合材料中裂纹的愈合机理和过程。结果表明:愈合前后Al2O3-MgAlON复合材料的物相组成和化学成分变化不大,裂纹的愈合机理主要是:以Al2O3和MgAlON的扩散填充为主,并伴随一定的晶粒长大填充;Al2O3-MgAlON复合材料的裂纹愈合过程大致为:裂尖钝化—岛状凸起—凸起接触及融合—次生裂纹收缩—完全愈合。

WC-Co硬质合金基体上金刚石薄膜的附着机理研究

金刚石涂层在硬质合金(WC Co)基体上的附着力,是影响金刚石涂层刀具切削性能和使用寿命的关键因素。采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)法在经酸浸蚀脱Co的硬质合金基体上生长金刚石薄膜。通过对金刚石膜/基界面的微观形貌和成分分析,初步认识了金刚石薄膜的附着机理:机械锁合作用对金刚石膜/基附着力有较大贡献;界面热应力和弱中间相的存在是导致金刚石膜自发剥离的主要原因。