不同沉积方式SiO_2薄膜的自然时效特性（英文）

SiO_2薄膜是光学薄膜领域内常用的重要低折射率材料之一。文中采用不同沉积技术在Si基底上制备了SiO_2薄膜,并研究了它们光学特性的自然时效特性。采用不同贮存时间的椭偏光谱表征SiO_2薄膜的光学特性,随着时间的增加,EB-SiO_2薄膜和IAD-SiO_2薄膜的物理厚度和光学厚度随着增加,但IBS-SiO_2薄膜随着减小,变化率分别为1.0%,2.3%和-0.2%。当贮存时间达到120天时,IBS-SiO_2薄膜、EB-SiO_2薄膜和IAD-SiO_2薄膜的物理厚度和光学厚度趋于稳定。实验结果表明,IBSSiO_2薄膜的光学特性稳定性最好,在最外层保护薄膜选择中,应尽可能选择离子束溅射技术沉积SiO_2薄膜。

高质量二维WTe2薄膜的可控制备及电输运性能研究

以WCl_(6)为前驱体,采用化学气相沉积法制备二维WTe_(2)薄膜材料。借助X射线衍射仪、拉曼光谱、原子力显微镜、综合物性测量系统等探究了前驱体用量对二维WTe_(2)薄膜质量的影响并对薄膜的电输运性能进行表征。结果表明,在500℃下,仅需10 min的生长时间就可以获得大面积的WTe_(2)薄膜,且薄膜厚度随前驱体用量的减少而减薄。WCl_(6)前驱体为0.6 g时所制多层二维WTe_(2)薄膜在温度为10 K、磁场强度为50000 Oe下的磁电阻率为1.54%,该磁电阻率仍未达到饱和。样品平面霍尔电阻随电场和磁场夹角变化而周期性变化,表明所制WTe_(2)薄膜具有和块体WTe_(2)相似的电输运特性。

微波场辅助银掺杂TiO_2薄膜光催化降解甲基橙溶液的实验研究

用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)表征了制备的T iO2和A g/T iO2薄膜的光谱特性和表面形貌,研究了掺杂改性、微波场辅助作用以及两者相结合的光催化降解方法的薄膜催化活性。结果表明:催化剂的掺杂改性与微波场辅助作用相结合的光催化降解效果优于微波场辅助光催化方法和银掺杂光催化方法。

色散SiO_2/TiO_2薄膜组成的Fibonacci序列一维光子晶体在可见光波段的传输特性

用特征矩阵法研究了由正常色散SiO2/TiO2薄膜组成的Fibonacci序列一维光子晶体在可见光波段的传输特性,并与无色散时的传输特性做了对比。结果表明,随序列项数的增加,相应的前一序列的透射谱中透射率较低的凹带逐渐变成禁带,禁带数增加;初始介质是低折射率的SiO2薄膜时比高折射率的TiO2薄膜时各序列的透射谱中的禁带数多,各禁带的宽度和中心波长基本相同;在总厚度一定的条件下,随SiO2薄膜的厚度增大(TiO2薄膜的厚度减小),禁带的宽度减小,禁带的中心波长基本不变;随入射角增大,禁带的中心波长向短波方向移动,禁带宽度变小。在其它相同条件下,无色散时的最宽禁带和最宽禁带的中心波长比有色散时的最宽禁带和最宽禁带的中心波长都有增加。

表面活性剂模板在空气-水界面ZrO_2薄膜中的稳定性

采用模板——十二烷基苯磺酸(DBS-H)在空气-水界面组装ZrO2薄膜,研究了DBS-H在ZrO2自组装薄膜中的水溶性、化学稳定性、热稳定性和光化学稳定性。模板的各类稳定性将直接控制ZrO2薄膜结构,主要表现在层间距变化上。从模板与Na2SiO3反应的研究中获得了一种制备ZrO2/SiO2复合氧化物薄膜的新方法,并推测出该复合薄膜的结构。

宽带隙Cu(In,Al)Se_2薄膜的制备及表征

以特殊脉冲电沉积方法制备CuInSe2(CIS)前驱体薄膜,通过真空蒸镀法在CIS薄膜上沉积Al膜,经硒化退火后在氧化铟锡(ITO)基底上制备了Cu(InAl)Se2(CIAS)薄膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对其形貌、结构、成分及光学吸收性质进行了表征.结果表明,制备的CIAS薄膜颗粒均匀,表面平整致密,呈黄铜矿结构.薄膜在可见光区具有良好的吸收,带隙约为1.65 eV.

Pb掺杂TiO_2薄膜的制备及光催化活性研究

以硝酸铅和钛酸丁酯[Ti(OBt)4]为前驱体,用溶胶-凝胶法在活性炭表面制成了Pb掺杂TiO2薄膜.并用X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV-VIS)、透射电镜(TEM)对制得的Pb掺杂TiO2薄膜进行了表征.分别用甲基橙水溶液的光催化脱色反应、有机磷农药一氧化乐果(omethoate)水溶液的光催化降解反应评价了不同Pb掺杂TiO2薄膜的光催化活性.结果表明,薄膜为金红石和锐钛矿的混合晶相.相对于未掺杂的TiO2薄膜,由于金红石含量的增加,不同Pb掺杂TiO2薄膜的吸收带发生了微小的红移.Pb掺杂使薄膜的光催化活性明显提高,当Pb/TiO2质量分数为1.7％时,薄膜显示出最高的光催化活性. TiO2薄膜中的Pb可能以Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)两种形态存在,在紫外光的辐射下,Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)可能通过浅势俘获TiO2的光生电子和空穴而发生相互转化,减少了光生电子和空穴的简单复合,从而提高了薄膜的光催化活性.

等离子体沉积类SiO_2薄膜抑制环氧树脂表面电荷积聚

气体绝缘设备中的环氧树脂材料在直流高压下易积聚表面电荷,引发沿面闪络事故。为了抑制环氧树脂材料表面电荷的积聚,采用交流电源激励的滑动放电产生低温等离子体,并以正硅酸乙酯(TEOS)为反应前驱物在环氧树脂表面沉积类SiO_2薄膜,同时利用Fourier变换红外光谱仪(FTIR)、高阻表和表面电位测试系统等对沉积薄膜表面进行分析。实验结果表明:沉积时间超过5 s时,环氧树脂表面形成一层以Si—O—Si及Si—OH基团为主要组成的薄膜,其厚度可达219 nm;且水接触角显著降低,表面电导率及体积电导率可提升2个数量级,相对介电常数明显降低。表面电位3维分布图结果表明,沉积处理后环氧树脂的表面电荷初始积聚减少,且消散速度加快。这是因为环氧树脂表面沉积类SiO_2薄膜后使材料表面陷阱能级变浅,从而抑制了表面电荷的积聚。

La掺杂对纳米TiO_2薄膜晶体结构和光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备La掺杂纳米TiO2薄膜;利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其结构和形貌进行表征;通过对紫外光照射下亚甲基蓝溶液的光催化降解率评价其光催化性能;研究不同掺杂量、热处理温度以及pH值对La掺杂纳米TiO2薄膜光催化性能的影响,并对其光催化的影响机制进行探讨。研究结果表明:适量La掺杂能抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,引起晶格膨胀,导致晶格畸变;La掺杂使TiO2的吸收光谱发生红移,扩展TiO2的光谱吸收范围,有效地提高纳米TiO2薄膜的光催化性能,且光催化反应符合一级动力学方程;La掺杂量(摩尔分数)为0.5%的纳米TiO2薄膜在400℃热处理2h后具有最大的光催化效率98.2%,其光催化效率比纯TiO2薄膜的光催化效率提高约40%。

TiO_2薄膜光电协同催化氧化降解活性艳红

以不同波长紫外光为光源 ,研究了活性艳红在间歇式反应器中的光降解、光催化降解、光电协同催化降解行为 .结果表明 :在相同条件下 ,光催化降解速度快于光降解速度 ,而光电协同催化降解速度取决于协同电场的方向 ,当电场方向与紫外线照射方向相同时 ,降解速度比光催化速度慢 ,而当电场方向与紫外线照射方向相反时 ,其降解速度快于光催化降解速率 .

Ge/SiO_2和Ge/ZnO/SiO_2薄膜的磁控溅射制备及电学性能

采用射频磁控溅射方法以石英玻璃为衬底分别沉积制备出了Ge/SiO2和Ge/ZnO/SiO2薄膜。X射线衍射表明薄膜展示了明显的ZnO衍射峰和较弱的Ge衍射峰;傅里叶变换红外光谱曲线证明薄膜均具有各自的特征吸收峰;扫描电镜结果显示薄膜为颗粒状团簇结构,并且加入ZnO中间层可以有效的改善Ge层的质量。同时,对所得薄膜材料的电流-电压性能进行了研究,结果发现,Ge/SiO2薄膜的I-V曲线拟合后为斜线,相当于电阻;ZnO/SiO2薄膜为直线,可以认为是绝缘体;Ge/ZnO/SiO2薄膜在-10～10V之间电流电压呈线性关系,其电阻比Ge/SiO2薄膜小,当电压值超过15V之后,电流急剧增加而迅速使薄膜击穿,薄膜导通。

碳黑改性TiO_2薄膜光催化剂的结构性质

通过碳黑掺杂制备了改性的TiO2 薄膜光催化剂 (CB TiO2 ) ,并采用液氮吸附、X射线衍射 (XRD)和紫外 可见光漫反射光谱 (DRS)对催化剂的比表面积、物相、晶粒度和最大激发波长等结构性质进行了表征 .结果表明 ,CB TiO2 的吸附性能大大改善 ,不同热处理温度下 ,BET比表面积增加 5 0 %～ 80 % ;同时碳黑掺杂能够减小催化剂的晶粒尺度 ,使相变温度降低 .相应的光催化降解试验也表明 ,碳黑改性TiO2 的活性大大提高 ,其一级反应速率常数为普通TiO2 的 1

Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2薄膜催化剂的结构对其光催化性能影响

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Fe^(3+)的TiO_2光催化剂(Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2),以氙灯为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明,Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2比TiO_2纳米粉有更好的催化活性,Fe^(3+)的最佳掺入量为0.03％。罗丹明B在粉体和膜催化剂的作用下遵循不同的光催化反应机理。根据XRD,SEM,Raman,XPS和FTIR的表征结果可认为,TiO_2在SIO_2表面薄膜化和Ti-O-Si键的形成是催化活性提高和降解机理不同的主要原因。

金属表面TiO_2薄膜的溶胶-凝胶法制备及其血液相容性研究

通过溶胶 凝胶法制备TiO2 薄膜对 316L不锈钢和NiTi形状记忆合金进行表面改性处理。研究发现 ,经 5 0 0℃处理 1h的薄膜结构致密 ,膜层均匀平滑 ,薄膜主要由锐钛矿相TiO2 构成 ,随热处理温度的提高 ,锐钛矿相逐渐转变为金红石相。电化学腐蚀和动态凝血时间及溶血率测试表明 ,通过溶胶 凝胶法制备TiO2 膜进行表面改性的 316L不锈钢和NiTi合金的抗模拟体液腐蚀性提高 ,动态凝血时间延长 ,溶血率下降 ,说明溶胶 凝胶法制备TiO2

TiO_2薄膜光催化臭氧化邻苯二酚

研究了用碳黑改性的TiO2 薄膜催化剂光催化氧化邻苯二酚的反应 .结果表明 ,臭氧投加量对邻苯二酚的降解和总有机碳 (TOC)的去除有重要影响 ,与光催化氧化 (TiO2 UV O2 )、单独臭氧化 (O3)和光助臭氧化 (UV O3)过程相比 ,邻苯二酚光催化臭氧化 (TiO2 UV O3)过程能明显增大TOC的去除率 .动力学研究表明 ,邻苯二酚完全氧化过程遵循零级反应 ,TOC的降解仅取决于臭氧或氧气的浓度而与邻苯二酚的浓度无关 ;邻苯二酚在TiO2 UV O3作用下完全氧化的速率常数是UV O3作用下的 1 3 2～ 1 80倍 (在相同的臭氧浓度下 ) ,是TiO2 UV O2 作用下最大速率常数的 2 5 6～ 5 3 6倍 ,是UV O2 作用下最大速率常数的 5 47～ 11

纳米TiO2薄膜的制备与表面形貌研究

研究退火温度对薄膜相结构、表面化学组成及形貌的影响。采用射频磁控溅射法在单晶硅片上淀积TiO2薄膜,通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和X光电子能谱(XPS)对其进行表征。结果表明,室温制备400℃以下退火的TiO2薄膜为无定形结构,400℃以上退火的TiO2薄膜出现锐钛矿相,600℃以上退火的TiO2薄膜开始出现金红石相,退火温度在1000℃以上时样品已经完全转变为金红石相;随着退火温度的升高,晶粒尺寸和表面粗糙度逐渐增大,但是当退火温度为1000℃时反而有所减小,晶粒尺寸和表面粗糙度在退火温度为1000℃时发生的这一突变现象,是由该退火温度下的相变导致。

纳米TiO_2薄膜在不同基质表面的负载及光催化性能

以釉面陶瓷和普通钠钙玻璃为载体,用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2薄膜的负载.采用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜进行了表征与分析.结果表明,TiO2为完全的锐钛矿型,平均粒径约为15nm;TiO2薄膜在2种载体上分布均匀,膜厚约为300nm;TiO2薄膜在釉面陶瓷表面呈连续分布,而在玻璃表面上出现了破裂现象;2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜均有渗透.光降解实验表明,2种载体上的TiO2薄膜对亚甲基蓝的降解均符合一级反应动力学.TiO2/釉面陶瓷催化活性大于TiO2/玻璃,该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用.2种载体上的TiO2薄膜重复使用20次,对亚甲基蓝的去除率降低约2%.

水体中常见无机阴离子对TiO_2薄膜光催化降解甲醛的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl-,SO42-,HPO42-/HPO24-,HCO3-/CO32-和NO3-),分别考查了其对TiO2薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的影响;从上述离子的光吸收,对.OH的捕获及其生成的相应的无机自由基的氧化作用以及与甲醛的竞争吸附3个方面讨论了上述离子影响TiO2薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的原因。结果表明,HCO3-/CO32-对TiO2薄膜光催化降解甲醛具有抑制作用,Cl-和SO24-的影响不大,H2PO4-/HPO42-和NO3-具有促进作用。造成上述结果的主要原因是HCO3-/CO23-具有很强的.OH捕获作用;Cl-,SO24-对.OH捕获作用以及竞争吸附都较弱;H2PO4-/HPO24-在TiO2表面具有较强的吸附能力,释放出的H+起到了酸催化剂的作用;NO3-在紫外光的照射下可以产生.OH,此外NO3-作为电子受体而降低了TiO2表面光生电子和空穴的复合几率。

热处理对离子束溅射SiO_2薄膜结构特性的影响分析

采用离子束溅射沉积技术,在熔融石英基底上制备了SiO2薄膜,研究了热处理对离子束溅射SiO2薄膜结构特性的影响。热处理温度对表面粗糙度影响较大,低温热处理可降低表面粗糙度,高温热处理则增大表面粗糙度,选择合适的热处理温度,可以使表面粗糙度几乎不变。采用X射线衍射仪(XRD)物相分析方法,分析了热处理对离子束溅射SiO2薄膜的无定形结构特性的影响,当退火温度为550℃,离子束溅射SiO2薄膜的短程有序范围最大、最近邻原子平均距离最小,与熔融石英基底很接近,结构稳定。实验结果表明,采用合适的热处理温度,能大大改善离子束溅射SiO2薄膜的结构特性。

相变前后VO_2薄膜光学性质的研究

测量了玻璃、熔融石英及蓝宝石衬底上VO2 薄膜变温过程的红外透过率谱 ,对样品相变前后的光学性质进行了研究。特定温度下VO2 薄膜发生相变 ,其光学性质随之发生突变。不同衬底、不同制作工艺影响相变发生的温度以及相变前后光学性质的变化量。蓝宝石衬底上磁控溅射所得的VO2 膜 5 μm处透过率的减小量ΔT为 70 % ,相对变化ΔT TRT为 94 % ,玻璃衬底上磁控溅射所得的VO2 膜 2 5 μm处ΔT =6 4 2 % ,而ΔT TRT高达 98% ,接近于 1。