铝纳米薄膜对铜纳米薄膜的防护作用

铜纳米薄膜在微电子器件中应用广泛。然而,纳米尺度的铜表面极易发生氧化,影响铜纳米薄膜的电学性能。利用物理气相沉积方法制备了铜纳米薄膜,研究了基底粗糙度对铜纳米薄膜电学性能退化的影响,发现基底粗糙度越大,铜的电学性能退化越快。通过在铜纳米薄膜的表面蒸镀铝纳米薄膜对铜纳米薄膜进行防护,研究了铝纳米薄膜厚度对其在不同环境下防护效果的影响,结果显示铝膜厚度越大,对铜纳米薄膜的防护效果越好。通过高温破坏测试,发现铝纳米薄膜能有效地提高铜纳米薄膜的极限工作温度,当铝纳米薄膜厚度为10 nm时,可将铜纳米薄膜的极限工作温度提高2.5倍。

基于GaN纳米薄膜的室温三甲胺气体传感器

三甲胺在实验室和工业生产中被广泛使用,由于其具有毒性和挥发性,开发能够在室温下对其进行检测的传感器尤为重要。采用气喷旋涂和高温氮化的方法制备出GaN纳米薄膜,再利用磁控溅射仪对薄膜的两端溅射覆盖一层金作为电极制作成气体传感器单元并进行了一系列气敏测试。在室温条件下,GaN纳米薄膜传感器对10ppm三甲胺的响应值为2.54,响应/恢复时间分别为41 s和139 s,检测下限为1ppm。传感器在1ppm~50ppm三甲胺浓度范围内也呈现出良好的线性响应,并具有优异的重复性、稳定性和选择性。GaN纳米薄膜传感器的表面堆积覆盖有许多的纳米颗粒,形成的独特结构有利于气体分子的吸附。纳米薄膜表面存在大量的化学吸附氧,使得传感器对三甲胺展现出良好的传感性能。

LBM晶格结构对纳米薄膜超快传热过程影响

超快激光加热技术在微纳米器件制造中发挥着重要作用,研究超快激光作用在靶体内部的超快传热过程对器件的热设计有着重要意义。文章基于格子玻尔兹曼方法研究了纳米薄膜的超快传热过程,围绕不同晶格结构对比分析了纳米薄膜内部的能量密度分布,探索了薄膜内部的声子输运特性。结果表明:纳米薄膜受到激光加热后,在应用D2Q9和D2Q5模型得到的结果中,薄膜内部能量均以“波状”形式传递且整体趋势相同,但D2Q9模型得到的数值要略低于D2Q5模型;通过对比应用D1Q3与D2Q9模型得到的结果,发现沿薄膜厚度方向上的能量密度差异较大,说明研究纳米薄膜内部超快传热过程时,不能忽略沿薄膜径向传递的能量。

Ag纳米颗粒增强SnO_(2)纳米薄膜的室温气敏性能研究

采用磁控溅射法在p-Si衬底上沉积二氧化锡(SnO_(2))纳米薄膜并在其上负载银(Ag)纳米颗粒作为气体传感器的敏感材料。实验结果表明:负载Ag纳米颗粒提高了SnO_(2)纳米薄膜的灵敏度。Ag溅射时间为80 s,负载量为6%质量分数的SnO_(2)纳米薄膜对乙醇气体的响应值较未负载Ag纳米颗粒时提高了78.7%,这可以归因于Ag纳米颗粒与SnO_(2)纳米薄膜之间形成了异质结。实验测试了工作电压对SnO_(2)纳米薄膜灵敏度的影响,当工作电压均为5.5 V时,传感器对乙醇和丙酮气体的响应最佳,响应值分别为3.49和4.51。

纳米薄膜真空包装杏鲍菇在贮藏中的风味品质变化

为延长杏鲍菇在纳米薄膜真空包装的保质期,将杏鲍菇的采后鲜品置TiO_(2)和SiO_(2)复合纳米薄膜保鲜袋,于0.07 MPa真空预冷至4℃以下,2℃冷库中贮藏;定期采样测试游离氨基酸,并采用HS-SPME-GC-MS测试挥发性风味物质,分析三个贮藏期内风味品质的动态变化。结果表明:共检测到17种游离氨基酸,包含7种必需氨基酸,在第0 d氨基酸总量1196.15 mg/100 g,第20 d为1425.26 mg/100 g,第40 d为1629.77 mg/100 g,鲜味氨基酸含量不断增加;共检测到36种挥发性物质,其中醇类、酯类是主要成分占90%左右;通过分析挥发性物质种类的韦恩图及相对含量热图、关键挥发性物质的主成分PCA载荷图,结果表明杏鲍菇贮藏0、20和40 d,样品挥发性风味成分的种类和含量差异明显,醇类逐渐增加,分别占比为33.49%、72.14%、77.25%,酯类逐渐减少,分别占比为56.56%、22.23%、9.76%。通过香气特征QDA分析,三个贮藏期的香气特征分别为蘑菇香、花果香和刺鼻脂肪味,乙醇与1-戊醇可作为表征杏鲍菇腐败程度的标记物。采用纳米薄膜真空包装贮藏的杏鲍菇鲜品,能较好的保持风味品质,延长贮藏保鲜期。

基于选择吸收纳米薄膜的太阳能温差发电特性研究

为提高太阳能温差发电效率,设计了一种基于选择吸收纳米薄膜新型温差发电装置。研究了光照强度、光照角度对其性能的影响,并与基于商用太阳能涂料的温差发电器进行了对比研究。结果表明:与基于商用太阳能涂料的温差发电器相比,采用选择吸收纳米薄膜作为吸热层可有效提高系统的输出功率,温差发电片的冷热端温差可提高1~2℃,且在低光照强度条件下最高可提高42.6%的输出功率。

SnTe纳米薄膜的椭圆偏振光谱研究

SnTe纳米薄膜材料光学常数的准确获取,对于其在高性能光电器件设计和在光电子领域的潜在应用具有重要的意义。然而,目前仍然很少有关于获取其纳米薄膜光学常数方法的相关研究报道。采用磁控溅射法以SnTe单靶为靶材,在石英衬底上制备了SnTe纳米薄膜;在未加衬底温度和未进行退火处理的条件下,通过制备工艺参数优化,即得到晶化的、组分可控的面心立方结构SnTe纳米薄膜。采用椭圆偏振光谱法,建立不同的拟合模型结构,利用SE数据库中的SnTe材料数据列表和Tauc-Laurents模型对所制备的SnTe纳米薄膜材料的膜厚、组成及折射率、消光系数等光学常数进行了研究。结果显示,具有该厚度的SnTe纳米薄膜材料在可见光波段具有较高的折射率、在可见到近红外具有较宽的光谱吸收。

钛表面ALD构建氧化锌纳米薄膜及其性能研究

目的 比较研究原子层沉积法(atomic layer deposition, ALD)不同沉积周期制备氧化锌(ZnO)纳米薄膜的理化特点及其抗菌效应。方法 根据不同的沉积周期,将实验分为4组(光滑钛组、300循环组、600循环组、1 200循环组)。以二乙基锌、水为前驱体,在纯钛试件表面利用ALD技术制备氧化锌纳米薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜表面形貌,能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)检测薄膜的元素组成和晶型,水接触角检测仪检测薄膜的亲水性,椭偏仪检测镀膜厚度。通过CCK-8实验、光密度法评估薄膜的细胞毒性及其对金黄色葡萄球菌的体外抗菌效果。结果 SEM结果显示ALD在纯钛表面制备的薄膜均匀致密,晶粒尺寸随着沉积周期增加而增大,EDS、XRD结果显示镀膜主要由Zn、O元素构成,成分为氧化锌晶体。水接触角结果显示薄膜为疏水。椭偏仪结果显示各实验组薄膜厚度为纳米级,与沉积周期之间呈线性关系。各实验组均未表现出细胞毒性,具有体外抗金黄色葡萄球菌效果,1 200循环组在24、48 h表现出最高抗菌率,分别为65.9%和52.3%,效果最佳。结论 ALD法在纯钛表面制备的不同沉积周期的氧化锌纳米薄膜均匀、致密,厚度随沉积周期数增加而增厚,具有良好的生物相容性和体外抗金黄色葡萄球菌效应,且1 200循环组抗菌效果最佳。

磁控溅射SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜的气敏特性研究

采用射频磁控溅射方法,在溅射气压为2.5 Pa时,在p-Si衬底上沉积氧化锡(SnO_(2))/氧化锌(ZnO)复合纳米薄膜。沉积过程中,SnO_(2)薄膜的沉积厚度固定为40 nm,通过改变ZnO薄膜的沉积厚度来改变SnO_(2)/ZnO的膜厚比。详细分析了工作温度和膜厚比变化对复合纳米薄膜气敏特性的影响。结果表明,SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜的最佳工作温度为350℃,与ZnO和SnO_(2)单层薄膜相比,复合纳米薄膜的气敏性能显著提升。当SnO_(2)与ZnO的膜厚比为4︰3时,其气敏性能最佳,在350℃下,对于5×10^(-6)乙醇气体的灵敏度最高可达4。该SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜气敏性能的提升归因于ZnO与SnO_(2)之间形成的n-n异质结。

ZnO纳米薄膜创新性实验设计

围绕喷涂法和热蒸发法制备ZnO纳米薄膜设计综合性创新实验。采用有机试剂辅助喷涂法制备ZnO纳米薄膜,显著增加ZnO薄膜表面的纳米微结构和比表面积,从而提高其光催化降解性能;利用热蒸发法衬底可以旋转的特点制备了厚度相对均匀的ZnO纳米薄膜。运用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱、吸收光谱等技术对ZnO纳米薄膜进行综合表征。创新性实验涉及薄膜制备、材料分析表征、材料应用等多个知识点的综合运用。这种综合实验的模式与科技创新、科技课外活动、毕业论文等科研活动是基本一致的,能够有效培养学生的逻辑思维、创新思维与创新意识,锻炼学生的综合实践能力。

小体积高温纳米薄膜压力传感器的研制

在某发动机试车试验过程中,需要小体积高温压力传感器来实现压力参数测量。文章主要介绍小体积高温纳米薄膜压力传感器的研究,通过改进纳米薄膜敏感材料的合金成分,设计耐高温电极引线焊盘,优化传感器敏感电阻设计,研制出小体积250℃高温纳米薄膜压力传感器,通过性能测试,传感器精度高、稳定性好、抗震能力强,可以满足发动机试车试验压力参数测量要求。

溶胶-凝胶法制备Ag/TiO_(2)纳米薄膜及其陶瓷表面抗菌性能研究

为提升TiO_(2)在陶瓷表面的光催化性能和抗菌性能,以钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸银为原料,乙酰丙酮和硝酸作为催化抑制剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO_(2)溶胶和Ag/TiO_(2)溶胶。以普通陶瓷片为载体,采用浸渍-提拉法制备TiO_(2)薄膜。以亚甲基蓝为目标降解物进行光催化降解实验,并探讨在不同热处理温度下对Ag/TiO_(2)薄膜光催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等仪器对样品进行表征。实验结果表明:在紫外灯照射下,TiO_(2)薄膜和Ag/TiO_(2)薄膜对有机物都具有降解能力,而Ag/TiO_(2)的光催化活性更明显,在光照8 h后其光催化降解率达到了70%,热处理最佳温度为500℃;Ag/TiO_(2)薄膜具有良好的亲水性,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。Ag/TiO_(2)薄膜有望应用到陶瓷用品上,可有效减少材料表面的有机污染物,并且经过高温处理后还可以保持良好的光催化性能。

基板交联度效应对聚乙烯吡咯烷酮纳米薄膜去润湿的影响

近年来电子皮肤、柔性传感器等薄膜器件的发展,对基板表面纳米薄膜的完整性和稳定性提出了更高的要求。本文通过光引发的自由基聚合,成功制备了一系列具有不同交联度的聚丙烯酸丁酯基板,通过旋涂法在基板上制备了厚度为75 nm的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)薄膜。并采用红外光谱仪、动态机械热分析仪、原子力显微镜等手段对基板和基板上去润湿的薄膜进行表征,对不同基板上的去润湿孔洞密度和生长速率进行了研究。结果表明,基板交联度越大,孔洞生长速率越慢,孔洞密度越高,这是由交联点密度增加和交联点之间平均分子量分布变宽导致的。因此,控制合适的基板交联度有助于制备稳定性更好的纳米薄膜或纳米涂层。

掺杂浓度对多晶硅纳米薄膜应变系数的影响

为有效利用多晶硅纳米薄膜研制MEMS压阻器件,本文对LPCVD多晶硅纳米薄膜应变系数与掺硼浓度的关系进行了研究,并利用扫描电镜和X射线衍射实验分析了薄膜的结构特点.结果表明:在重掺杂情况下,纳米薄膜的应变系数明显大于相同掺杂浓度下单晶硅的应变系数,而且掺杂浓度在2.5×1020cm-3左右时,应变系数具有随掺杂浓度升高而增大的趋势.对这种实验结果依据隧道效应原理进行了理论解释,提出了多晶硅压阻特性的修正模型.

TiO_2纳米薄膜的溶胶-凝胶工艺制备和表征

通过sol-gel工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的锐钛矿型TiO2纳米薄膜.TiO2薄膜的X射线衍射分析表明，当薄膜的厚度小于0.46μm时,薄膜中未出现锐钛矿的衍射峰.随着镀膜次数或薄膜厚度的增加，薄膜中TiO2纳米微晶的平均晶粒大小逐渐增大，TiO2薄膜的透光率略有减小，其吸收阈值发生了明显的红移.XPS实验结果表明：薄膜中除含有Ti、O元素外，还有一定量来自有机前驱物中未完全燃烧的碳和少量从玻璃表面扩散到薄膜中的Na和Ca元素.

溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的研究进展

溶胶-凝胶法是制备纳米薄膜的常用方法。综述了溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的原理与特点及其最新研究进展,最后指出了溶胶-凝胶法制备纳米薄膜今后急需解决的问题。

TiO_2/SiO_2纳米薄膜的光催化活性和亲水性

通过 sol-gel工艺在钠钙玻璃表面制备了均匀透明的 TiO_2/SiO_2复合纳米薄膜 .实验结果表明 :当 SiO_2添加量较高时 , TiO_2/SiO_2复合纳米薄膜的光催化活性明显降低 ;当 SiO_2添加量较低时 ,TiO_2/SiO_2复合薄膜的光催化活性无明显变化 .在 TiO_2薄膜中添加 SiO_2,可以抑制薄膜中 TiO_2晶粒的长大 ,同时薄膜表面的羟基含量增加 ,水在复合薄膜表面的润湿角下降 ,亲水能力增强 .当 SiO_2含量为 10％－ 20％（摩尔分数）时获得了润湿角为 0°的超亲水性薄膜 .

掺镧TiO_2纳米薄膜材料的制备与光催化性能研究

用溶胶-凝胶法研究了掺镧TiO_2纳米薄膜材料。在钛醇盐溶液前驱体中,通过提拉方式镀膜在玻璃上,从而形成自净玻璃。论文对不同的掺镧量、不同的聚乙二醇加入量以及不同镀膜次数的TiO_2材料的透光性、光催化降解性分别进行了测试和研究,并对相关机理进行了探讨。研究表明:对于单层膜的TiO_2材料,掺镧与不掺镧对透光性的影响不大,但掺镧后光催化活性大大提高;对于单层膜的TiO_2材料,随着聚乙二醇的增多,透光率整体呈下降趋势,催化活性先增加后减小。对于多层膜的TiO_2材料,随着层数增加,在紫外光区,透光性变化不大,在可见光区,透光性有所下降。在两层膜后,层数的增多对催化活性影响不大。由实验知:在100mL基体溶液中,当掺入0.5gLa(NQ_3)_3·nH_2O,加入0.2g聚乙二醇,镀膜两层时,透光性好且光催化活性也高。

钇离子掺杂对二氧化钛纳米薄膜光诱导超亲水性能的影响及其机理

用溶胶-凝胶法和浸渍-提拉法工艺,在玻璃表面上制备了均匀、透明的钇离子(Y3+)掺杂二氧化钛纳米薄膜。用XRD分析了样品的晶相及其与热处理温度的关系,用X射线光电子能谱(XPS)分析了薄膜表面氧的状态,用可见光吸收光谱分析了涂膜层数对透光率的影响,用接触角仪测定了其亲水性。研究了Y3+掺杂本身和具体的掺杂量、光照强度和时间对薄膜亲水性的影响。研究结果表明,掺杂Y3+的二氧化钛纳米薄膜,在物质的量分数x(Y3+/Ti4+)=1.5%时,经紫外光照30min或自然光照1h后,与水的接触角小于5°,表现出超亲水性;与纯二氧化钛纳米薄膜相比,其超亲水性对光诱导更为敏感;在有实用意义的超亲水性的稳定方面也有明显的改善;这应部分地与固体化学所描述的Y3+掺杂所造成固定、额外并且是高浓度的氧空位有关。

不锈钢金属丝网上TiO_2纳米薄膜光催化剂的研究

以钛酸正丁酯为原料 ,采用溶胶 -凝胶法在金属丝网上制备了 Ti O2 薄膜光催化剂 .利用 SEM,TEM,AES和 Raman光谱研究了薄膜的表面及结构特性 .以甲醛的光催化氧化反应为试验反应 ,考察了提拉次数、PEG浓度和焙烧温度对 Ti O2 薄膜光催化剂活性的影响 .将 Ti O2 薄膜的结构特性与其光催化活性进行了关联 .结果表明 ,在前驱体溶胶中加入 1 0 % PEG4 0 0 ,提拉 3次并于 4 0 0℃下焙烧可制得具有中孔结构和结晶完好的锐钛矿型 Ti O2 薄膜 。