热化学气相沉积法在硅纳米丝上合成碳纳米管(英文)

利用热化学气相沉积法在负载不同厚度催化剂的硅纳米丝(SiNW)表面生长碳纳米管(CNTs),探讨了生长条件对所合成SiNW-CNT的结构和场发射特性的影响。这种类似树状的三维结构具有较高碳纳米管表面密度及降低的电场筛除效应等潜在优势。使用拉曼光谱(Raman)、电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量扩散分光仪(EDS)分析了碳纳米管的结构性质,并在高真空下施加电场测得碳纳米管的场发射特性。结果表明:随硅纳米丝上负载催化剂镍膜厚度的变化,所合成碳纳米管的表面特性、结晶结构及功函数改变,导致电子发射难易程度的改变,进一步影响碳纳米管的场发射特性。

热化学气相沉积法制备Sialon纳米带及性能研究

以Si粉、Al粉、α-Al2O3为原料,采用热化学气相沉积法在1550℃下保温3 h,得到纯β-Si5Al ON7纳米带,宽50~600nm,厚5~50 nm,宽厚比大于5,长度长达几百微米甚至数毫米,主要沿[101]晶面生长。利用X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、场发射扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、选区电子衍射(SEAD)、红外光谱、光致发光光谱(PL)等检测手段,对所得样品进行成分、形貌、结构、物性的分析。由于Al-O与Si-N的替换产生的结构缺陷导致纳米带具有发光性能。

热化学气相沉积法制备Sb掺杂ZnO纳米线的特性分析

本文以热化学气相沉积法在Si(100)基板上生长出Sb掺杂ZnO纳米线,分析了样品的结构及光电特性。SEM检测发现成长出宽约40~100 nm及长约数微米的纳米线结构;XRD分析表明纳米线为六方纤锌矿结构,其结晶度随Sb掺杂量增加而变差;TEM观测发现纳米线的生长方向为[0001]晶面,XPS分析表明Sb3+成功掺入ZnO晶体结构中;PL光谱得出掺Sb后纳米线的紫外光发光位置由382 nm红移至389 nm,536 nm处绿光发光强度减弱;电性测量表明微量Sb掺杂可提高ZnO纳米线的导电性能。

SiO_2/Si衬底上热化学气相沉积法直接生长石墨烯

采用化学气相沉积法,以Si O2/Si为衬底、镍膜为催化层,研究不同催化层厚度对石墨烯生长的影响。选择拉曼光谱,透射电子显微镜等手段对石墨烯的层数和质量进行表征。结果表明,随着Ni膜厚度的增加,石墨烯的缺陷减小,而且层数也减少,当Ni膜厚度为300 nm时,可以在Si O2/Si基板上获得高质量的单层石墨烯。

快速热化学沉积工艺条件对制备多晶硅薄膜的影响

选用Al2O3陶瓷作为衬底,采用快速热化学法沉积多晶硅薄膜.实验研究了温度对薄膜生长的影响,结果表明,硅层的沉积速率随着温度升高而加快,并逐渐趋向1个稳定值.晶粒尺寸也随着温度升高而增大,在温度达到1000℃后保持不变.在此硅薄膜上,采用磷扩散掺杂,制备出太阳能电池器件,并且分析了掺杂量对电池效果的影响.

一种高效沉积反应室的设计

利用Arrhenius公式对化学气相沉积的反应进行研究 ,设计了一种低压热化学气相沉积 (LPCVD)高效沉积反应室。在料管的下方与衬底的上方间安放漏斗型筛板 ,在工艺中有效地提高了氢气的分压 ,并有利于衬底温度的提高 ,加快了沉积速率。通过对设计前后钨薄膜的金相组织对比分析后发现 ,较高的沉积速率可以使沉积薄膜晶粒细小 ,结构致密 ,但薄膜与衬底附着力较差 ,提高衬底温度可有效地提高薄膜与衬底附着力 ,以弥补因较高的沉积速率带来的薄膜与衬底附着力较差的问题 ,提高薄膜质量。

气流控制的碳纳米管的定向生长研究

通过严格控制气流的方向和催化剂颗粒的密度,加以利用材料自身的重力作用,用热化学气相沉积(T-CVD)的方法在硅衬底上制备了长度可控且与衬底平行的碳纳米管(CNTs)。并研究了催化剂的厚度,生长时间和重力等因素对碳纳米管定向生长的影响。利用扫描电镜对制备的碳纳米管进行了表征。

二组元酞菁固相混合法裂解合成直立碳纳米管(英文)

通过向两种金属酞菁的混合物添加一定量的硫粉,在800～950℃裂解合成了大面积的直立碳纳米管。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和拉曼光谱对产物进行了观察和表征,结果显示:所合成的碳纳米管(直径为15～35nm,长度为200～800nm)管身平直,具有很好的石墨化程度,且杂质很少。采用两种金属酞菁((M(Ⅱ)Pc,M=Fe,Co))进行混合裂解时,既可以提供碳源,而且可以产生相当均匀的催化剂颗粒,有利直立碳纳米管的沉积。这种将两种酞菁进行固相混合裂解的方法,相当安全高效,有利于大规模生产直立碳纳米管。

颗粒硅带多晶硅薄膜太阳电池的研制

以工业硅粉为原料制备出颗粒硅带 (SSP) ,对颗粒硅带表面形态进行分析。以SSP为衬底 ,采用快速热化学气相沉积 (RTCVD)法生长多晶硅薄膜 ,并以此制作出效率为 2 93%的颗粒硅带多晶硅薄膜太阳电池 ,这在国内属首先。并报道了对以SSP为衬底的多晶硅薄膜太阳电池的初步研究结果 ,同时讨论了该类电源的结构。

区熔再结晶制备多晶硅薄膜太阳电池

研究了区熔再结晶 (ZMR)设备及其工艺特点 .在覆盖SiO2 的重掺P型单晶硅衬底上用快速热化学气相沉积 (RTCVD)在其上沉积一层很薄的多晶硅薄膜 ,用区熔再结晶法对薄膜进行处理 ,得到了晶粒致密 ,且取向一致的多晶硅薄膜层 .以此薄膜层为籽晶层 ,再在上面以RTCVD制备电池活性层 ,经过标准的太阳电池工艺 ,得到了转换效率为 10 .2 1%,填充因子为 0 .6 913的电池产品 .

颗粒硅带上薄膜太阳电池的研究

采用颗粒硅带 (SSP)作为衬底 ,利用快速热化学气相沉积 (RTCVD)方法外延多晶硅薄膜并制作了转换效率达 6 .36 %的薄膜太阳电池 .对衬底特性、电池制作工艺、存在问题及进一步的研究方向做了探讨 .

纳米碳管场致发射冷阴极的研究

以热化学气相沉积法较容易地制备得到场发射冷阴极。在导电性较好的金膜上蒸镀镍点,以此作为热化学气相沉积反应的基底,首先高纯氢气被通入石英管中作为保护性气体,同时起到还原催化剂的作用;然后通入乙炔气体,在700℃下在镍催化剂颗粒上乙“炔发生裂解反应,实现纳米碳管的生长,并进行了场致发射特性实验研究,发射电流密度可达1.29 A/cm^2,获得较大发射电流密度。

模拟非硅衬底上转换效率10%的多晶硅薄膜太阳电池

在重掺杂非活性单晶硅片上生长一定厚度的SiO2 ,开窗口后作为衬底 ,利用快速热化学气相沉积(RTCVD)及区熔再结晶 (ZMR)方法制备多晶硅薄膜太阳电池。由于采用了区熔再结晶 (ZMR)的方法 ,获得了取向一致的多晶硅薄膜 ,为薄膜电池的制备打下了良好的基础 ,转换效率达到 10 2 1%。

低纯度颗粒硅带上硅薄膜太阳电池

采用廉价国产硅粉拉制的低纯度颗粒硅带 (SSP)作为衬底 ,利用快速热化学气相沉积 (RTCVD)方法外延多晶硅薄膜并制作了转换效率达 4 5 %的薄膜太阳电池。对衬底和薄膜特性、相关工艺及进一步的研究方向做了探讨。

GaAs微尖上碳纳米管的制备

采用热化学气相沉积的方法在选择性液相外延方法制备的GaAs微尖上生长碳纳米管。利用扫描电子显微镜以及拉曼光谱对生长的碳纳米管进行表征。结果表明:GaAs微尖在高温下重新结晶成条状梯形GaAs阵列,生长的碳纳米管连接在相邻的GaAs阵列之间,形态规整,具有较好的石墨微晶结构。在此基础上,提出在微尖上生长纳米管的模型,为实现微纳器件互联提供了一种新方法。

铁催化薄膜的微观结构对碳纳米管阵列生长的影响

本文利用热化学气相沉积法(TCVD),系统地研究了NH3预处理对硅基底上沉积的催化剂铁膜的结构及所制备的碳纳米管形态的影响。研究结果表明,利用氨气对硅基底上的催化剂铁膜进行适当的预处理不仅可以将催化剂颗粒细化,还可以使催化剂在碳纳米管的制备过程中保持较高的催化活性,促进分解出的活性碳原子在催化剂中扩散和析出,增强碳纳米管的成核和生长,从而合成出纯度较高、定向性好的碳纳米管阵列。

SiC纳米颗粒的制备与发光特性研究

采用热化学气相沉积的方法首先合成了SiC纳米颗粒。接着,用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线电子能谱和X射线衍射谱等表征了材料的结构和组成。最后,利用光致发光谱和光致发光谱微区成像系统研究了材料的光学性质。实验结果表明,制备的纳米材料的尺寸约为70~90 nm;发光带由中心波长分别为530和542 nm的绿光发光峰组成,分析认为分别来自于SiC材料本身和表面缺陷;在相同的激发光强度下,材料最大发光强度相对于相同条件下合成的体材料提高5倍左右。制备的SiC纳米材料在绿光光电子器件领域有着潜在的应用价值。

用热CVD法制备片状碳纳米材料的研究

采用阳极氧化法在草酸溶液中制备了孔径约为100nm的多孔氧化铝(AAO)模板。利用此模板在不负载任何催化剂的条件下,利用热CVD装置制备出片状碳纳米薄膜,并对此片状薄膜做了SEM,TEM显微观察和EDS能谱分析,对其形成条件和生长机理等方面做了探讨分析,为在氧化铝模板上生长包括管状、片状、棒状等形状的碳纳米材料提供了一定的借鉴意义。

裂解酞菁铁和乙烯制备取向碳纳米管阵列

采用热化学气相沉积(TCVD)法裂解酞菁铁(FePc)和乙烯(C2H4)制备出高210μm的取向碳纳米管阵列(ACNTA).用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)对制备的样品进行了表征,系统研究了反应温度、反应时间、C2H4流量对ACNTA生长的影响.结果表明,样品具有高取向性且纯度高.800℃是裂解FePc和C2H4制备ACNTA的最优温度,催化剂的活性可以保持较长时间(60 min),通入C2H4促进了ACNTA的快速生长,最适合流量为50 cm3/min.

用碳纳米管作阴极的平板光源

我们研制了用碳纳米管为阴极的二极结构的平板光源,碳纳米管阴极是用热化学气相沉积法生长在Si片村底上的。SEM和TEM显示所生长的碳纳米管是无序排列的多壁碳纳米管。我们测试了光源的Ⅰ-Ⅴ特性、均匀性和亮度。结果显示用碳纳米管为阴极的二极结构的平板光源是很有应用潜力的。