掺磷碳材料的制备及其嵌锂行为

采用一步法制备热固性酚醛树脂 ,通过充放电测试确定了合适的碳化温度 ,进而制备出不同含磷量的掺杂酚醛树脂热解碳。研究了磷对硬碳结构及嵌锂性能的影响。结果表明碳材料的有序化程度提高 ,磷主要以共价键与碳环相连 ,只有小部分以氧化态存在。电极的可逆容量和充放电效率明显提高 ,其中含磷 0 2 0 (H3PO4占树脂的质量分数 )的碳首次可逆容量为 4 2 7 7mAh/g ,充放电效率为 50 75%。由循环伏安曲线可见 ,不可逆容量损失主要由发生在 0 9V左右的溶剂分解和成膜反应引起。

掺磷对硬碳及软碳嵌锂性能的影响研究

为了提高碳材料的嵌锂性能,以沥青和自制的热固性酚醛树脂为原料,制备了掺磷酚醛树脂热解碳和掺磷沥青焦炭,通过充放电实验测量了两种掺磷碳材料的可逆容量,利用XRD、XPS技术分析了磷的掺杂对碳的组成与结构的影响.结果表明:掺磷使两种碳材料的可逆容量均有明显增加,且磷添加量为20%时增加最显著;磷的掺杂对硬碳的晶格参数无明显影响,而使软碳的石墨化程度下降;酚醛树脂热解碳中的磷主要与碳环相接,少部分同时还与氧相连,而焦炭中的磷则主要与氧成键,且掺磷使焦炭表面氧和氮含量明显增加.

用椭偏法研究掺磷a-Si∶H薄膜的光学特性

用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备了磷掺杂氢化非晶硅（a—Si：H）薄膜。分别以50°和70°为入射角，测试了样品在300-1000nm波长的椭偏光谱，得到了其膜厚和光学常数谱（折射率和消光系数随波长变化谱），并应用Tauc作图法推算出了薄膜的光学带隙。

掺磷四面体非晶碳薄膜电极的电化学伏安特性

采用过滤阴极真空电弧技术,以高纯磷烷气体为掺杂源制备掺磷四面体非晶碳(ta-C:P)薄膜.利用X射线光电子能谱和激光拉曼光谱表征薄膜的成分和结构,采用循环伏安和微分脉冲伏安分析薄膜的电化学行为.结果表明,磷的掺入没有引起薄膜非晶结构的明显变化,只是促进了sp^2杂化碳原子的团簇.经过酸预处理的ta-C:P薄膜在硫酸溶液中有宽的电势窗口和低的背景电流;对Cl^-有催化活性;薄膜表面电子传输速度快;对水溶液中Cu^(2+)和Cd^(2+)有检测活性.因此具有良好导电性的ta-C:P薄膜适于作为电极并有望用于污水中重金属离子的分析检测等领域.

掺磷a-Si∶H红外薄膜电阻率及电阻温度系数研究

用等离子体增强化学气相沉积方法制备了掺磷氢化非晶硅薄膜材料,对薄膜的电阻率以及电阻温度系数进行了详细研究。结果表明,掺磷a-Si∶H薄膜的电阻率随磷掺杂比(PH3/SiH4)的增大和气体温度的升高而降低,但随退火温度的升高而增大;掺磷a-Si∶H薄膜的电阻温度系数随薄膜自身电阻率的增大而增大,但随环境温度的升高而降低。

掺磷酚醛树脂炭嵌锂性能研究

以添加不同含量五氧化二磷的热塑性酚醛树脂为前驱体 ,经热固化后升温至 70 0℃裂解制备掺磷树脂裂解炭 .X射线衍射考察了裂解炭的微晶结构变化 ;恒电流技术研究了裂解炭的充放电性能 .实验表明 ,五氧化二磷的加入使树脂裂解炭微晶结构发生了很大改变 ,随着磷含量的增加微晶层间距减小 ,而且更加无序 ;其放电可逆容量随五氧化二磷掺杂量的增加先增而后减 ,当P2 O5含量为 9wt%时 ,可逆容量达到最大值 (5 2 8mA·h·g- 1) ,是未掺杂 (2 30mA·h·g- 1)的

纳米金增强掺磷四面体非晶碳膜的电化学活性

采用电沉积法在过滤阴极真空电弧技术合成的掺磷四面体非晶碳(ta-C∶P)薄膜表面沉积纳米金团簇,制备纳米金修饰的掺磷非晶碳(Au/ta-C∶P)薄膜电极。利用X射线光电子能谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜和电化学伏安法表征ta-C∶P和Au/ta-C∶P的微观结构、表面形貌和电化学行为。结果表明,-80V的脉冲偏压更利于磷原子进入碳的网络,并明显增加薄膜的电导率和电化学活性。纳米金团簇可增加ta-C∶P电极的有效面积,提高对铁氰化钾氧化还原反应的活性和电极可逆性,增强对多巴胺的催化活性。研究结果揭示ta-C∶P和Au/ta-C∶P薄膜在电分析及生物传感器方面的潜在应用。

掺磷氢化纳晶硅薄膜的晶粒尺寸和晶格畸变的研究

采用等离子增强化学气相沉积在玻璃衬底上制备了掺磷氢化纳晶硅薄膜,并利用X射线衍射谱(XRD)和拉曼散射谱研究了PH3浓度(GFR=[PH3]/[Si H4])对薄膜平均晶粒尺寸和晶格畸变的影响.结果显示磷弱掺杂有利于晶化,而重掺杂抑制晶化.随着GFR的增大,Si(111)方向上的平均晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势,而对应的晶格畸变则呈现了相反的变化趋势,小的晶粒尺寸诱导了大的晶格畸变.该结果可归结于与平均晶粒尺寸相关的表面增强效应.在掺磷氢化纳晶硅薄膜的制备过程中,PH起了关键的有效掺杂作用.

纳米ZnO薄膜掺磷、硼的电学性能研究

用扫描俄歇探针研究了掺杂磷、硼对纳米ZnO薄膜电学性能的影响。结果表明 ,ZnO薄膜掺入磷或硼后 ,可以显著降低薄膜电阻 ;改变扩散温度可以改变磷、硼浓度 ,从而改变Zn/O化学计量比 ,Zn/O化学计量比越大 ,薄膜电阻越小 ;掺磷或硼的ZnO薄层电阻最低值时的扩散温度分别为 85 0℃和 80 0℃。

掺磷纳米硅薄膜的制备及介观力学性质与介观接触电阻的研究

采用PECVD法制备的纳米硅薄膜是一种具有特殊性能的人工材料。它是由大量具有纳米量级的硅微晶粒构成,纳米硅晶粒镶嵌在由非晶硅构成网络中,其晶粒所占的体积百分比为XC≈50%,从而决定了其特有的性质。本文通过严格控制薄膜生长的工艺参数,得到了掺磷纳米硅薄膜,并通过原位纳米力学电学测试系统对其力学和电学性质进行测试,发现掺磷纳米硅薄膜的纳米硬度为5GPa,而其杨氏模量随着压入深度的增加而增大,其接触电阻与薄膜的结构密切相关。这些属性对于纳米硅薄膜微器件的制备具有重要的参考意义。

掺磷二氧化钛的制备及其光催化性能研究

以TiCl4为原料,在低温下分别制备了纯二氧化钛和掺磷二氧化钛水溶胶,通过XRD、TEM、FT-IR、UV-vis等进行了表征。结果表明,两类样品中的TiO2颗粒均呈锐钛矿型晶相结构,粒径小于10nm,但是掺磷二氧化钛比纯二氧化钛的结晶度更高,颗粒分散更均匀,且禁带宽度和吸光度也有一定的增大,同时掺磷二氧化钛中的磷有效地溶入二氧化钛晶格中。通过对亚甲基兰的光催化降解表明,掺磷二氧化钛水溶胶的光催化性能比纯二氧化钛水溶胶大约提高了2倍。

掺磷中孔SiO_2在30℃～200℃范围内的质子导电性

合成了孔壁掺磷中孔SiO2(m-PH-SiO2),其BET比表面积为407m2g-1,BJH平均孔径为6.1nm。用交流阻抗技术测定了除去游离P2O5的掺磷中孔SiO2在30℃～200℃范围内100%相对湿度下的质子电导,样品导电率随温度升高而升高,在150℃和100%相对湿度下,样品的电导可达3.1×10-3S·cm-1,比纯中孔SiO2(m-SiO2)的电导约高一个数量级,原因是m-PH-SiO2的物理吸附水量为31个分子/nm2,而m-SiO2只有24个分子/nm2。

重掺磷硅单晶生长技术研究

在国产TDR-62硅单晶炉上,采用10英寸和12英寸热系统开展了重掺磷硅单晶生长研究,生长出了4英寸<111>晶向、电阻率1.0×10-3～1.8×10-3Ω·cm的重掺磷硅单晶。对重掺磷硅单晶的磷掺杂和电阻率控制技术及位错与微缺陷的产生机理进行了探讨。

掺磷氢化硅低温微晶化的研究

我们用辉光放电法在较低的衬底温度下(90℃)获得了掺磷微晶化硅(n^+μC-Si).并对微晶化与工艺条件之间的关系进行了详细的研究,在150℃衬底温度,2％掺杂时获得了电导率近30(Qcm)^(-1),电导激活能近似为零的微晶化材料.对微昌化材料的结构进行了小角度X光衍射,拉曼散射谱的分析,并用扫描电镜观察了形貌.这种材料的晶粒较小而且结构均匀.又由于生长温度低,rf功率小,有利于与其它器件工艺匹配.文章对实验结果进行了讨论.

低温制备高催化活性掺磷TiO_2溶胶

以四氯化钛和磷酸为原料,在低温下分别制备了纯TiO2和掺磷TiO2水溶胶,通过XRD、TEM、SEM、FT-IR、UV-vis等测试手段进行了表征。结果表明,2类样品中的TiO2颗粒均呈锐钛矿型晶相结构,粒径小于10 nm,而且掺磷TiO2比纯TiO2的结晶度更高,颗粒分散更均匀,颗粒也稍大,且禁带宽度和吸光度也有一定的增大。通过光催化降解亚甲基兰实验研究了纯TiO2和掺磷TiO2水溶胶的光催化活性,结果表明,掺磷TiO2水溶胶的光催化性能比纯TiO2水溶胶大约提高了2倍,说明H3PO4的加入促进了TiO2的光催化活性。

二阶掺磷级联拉曼光纤激光器的数值模拟及分析

文章对表征二阶级联拉曼光纤激光器的非线性耦合方程组进行了求解，在此基础上，对二阶掺磷级联拉曼光纤激光器进行了数值模拟，并比较分析了光纤长度、输出镜反射率、泵浦功率等因素对二阶级联拉曼光纤激光器输出特性的影响，最后给出了优化结果。

双端泵浦掺磷光纤拉曼激光器的数值模拟及优化

应用基于Newton-Raphson法的打靶法对双端泵浦掺磷光纤拉曼激光器进行数值模拟及优化,并与单端泵浦结果进行了分析比较.为了有效提高运算的速度及稳定性,我们采用拉曼光纤激光器动力学方程的近似解析解的结果作为数值算法的初始值.结果表明,采用改进的数值算法可以有效提高运算速度和稳定性;并且在总泵浦功率一样的情况下,双端泵浦的二级Stokes光功率输出结果与单端泵浦时的结果基本一致,因此可以用双端泵浦结构解决高功率拉曼光纤激光器中的热效应问题.

掺磷纳米TiO_2的制备及其在染料降解中的应用

采用溶胶-凝胶法合成了纳米TiO2光催化剂,以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,探讨了不同反应条件(温度、pH、助剂用量等)对其凝胶时间的影响,在此基础上制备了掺磷纳米TiO2.利用XRD、UV-vis等测试技术研究了纳米TiO2的形态结构,并利用制备的粉体进行了甲基橙紫外光光催化试验.结果显示:制备透明稳定凝胶的最佳条件是将去离子水滴加到混合了钛酸丁酯的乙醇溶液中,并控制温度在40℃,pH为2.5,n(钛酸丁酯)∶n(无水乙醇)∶n(水)∶n(冰醋酸)=1∶25∶5∶1.5,得到的凝胶透明度好;掺磷量为4%时,制备的粉体紫外光光催化活性最好.

混凝土帆布用硫铝酸盐水泥掺磷石膏的性能研究

混凝土帆布是先将配制好的水泥基体材料从三维间隔织物的网孔面灌入,而后用密封胶将网孔面密封,避免水泥基体漏出,最后在三维间隔织物的背面洒水成型的一种复合材料.在硫铝酸盐胶结料中掺入化学处理之后的磷石膏不仅可以得到性能良好的水泥基体材料,还可以充分利用磷石膏.通过试验研究了该水泥基体的体积安定性、凝结时间、抗折、抗压强度和膨胀率,得到了用于混凝土帆布的最佳磷石膏掺量的水泥基体.结果表明:选取磷石膏掺量为30%的配比得到的水泥基体材料具有良好的性能,7d的抗折强度为12MPa以上,抗压强度超过60MPa,相对于净浆硫铝酸盐胶结料试块增强50%左右,并且用该水泥基体制备的混凝土帆布拉伸强度超过6MPa.

掺硼和掺磷的氢化纳米硅薄膜及其应用于类叠层太阳电池的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积法,制备了掺硼和掺磷的氢化纳米硅薄膜(nc-Si∶H),并将其应用于纳米硅薄膜类叠层太阳电池中。分析了薄膜样品的光学性能及表面形貌,结果表明:P型掺硼纳米硅薄膜的光学带隙为2.189 eV,电导率为8.01 S/cm,霍尔迁移率为0.521 cm2/(V.S),载流子浓度为9.61×1019/cm3;N型掺磷纳米硅薄膜的光学带隙为1.994 eV,电导率为1.93 S/cm,霍尔迁移率为1.694 cm2/(V.S),载流子浓度为7.113×1018/cm3;两者的晶粒尺寸都在3～5 nm之间,晶态比都在35%～45%之间,并且颗粒沉积紧密,大小比较均匀。制备了大小为20 mm×20 mm,结构为Al/AZO/p-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/n-nc-Si∶H/p-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/n-c-Si/Al背电极的纳米硅薄膜类叠层太阳电池,通过I-V曲线测试,其VOC达到544.3 mV,ISC达到85.6 mA,填充因子为65.7%。