有效介质理论在Ag-MgF_2复合纳米颗粒薄膜中的应用

将描述弥散体系行为的Maxwell Garnett理论与Bruggeman理论应用于Ag MgF2 复合纳米颗粒薄膜 ,分别计算出该复合体系在 2 5 0nm～ 830nm波段范围内的光学常数n、k随波长λ的变化 ,并与实验结果进行比较。发现较之普遍采用的Maxwell Garnett理论 ,由Bruggeman理论计算出的n λ、k λ曲线的峰位、峰宽及峰位随Ag组分质量百分率的位移都与实验结果更为接近。

Ag-MgF_2复合纳米金属陶瓷薄膜的微粒尺寸效应

本文用Maxwell-Gamett有效介质理论计算了不同体积成分比的Ag-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜在2.50 nm-830 nm波段的光学常数,考虑了由于金属颗粒尺寸对其内部传导电子平均自由程的限制而产生的尺寸效应。同时讨论了Ag-MgF2复合薄膜中的Ag微粒表面等离子体共振吸收峰的峰强、峰位、半高宽以及由于金属微粒的尺寸效应而引起的峰位移动的情况,并将考虑尺寸效应后所得到光学常数的理论值和实验结果进行了比较。

在Si基底上真空蒸发沉积Ag-MgF_2复合薄膜的内应力研究

报道了用电子薄膜应力分布测试仪测量了不同温度、不同厚度的Ag MgF2复合薄膜的内应力变化情况,得到了基底温度(退火温度)在300～400℃范围内薄膜平均应力最小,且处于张应力向压应力转变区域。XRD分析表明,在Ag MgF2复合薄膜中Ag对复合薄膜内应力的影响大于MgF2。

Au-MgF_2复合纳米颗粒薄膜的制备和微结构

用射频磁控共溅射法制备了Au体积分数分别为 6 %、1 5 %、2 5 %、4 0 %、5 0 %和 6 0 %的Au MgF2 复合纳米颗粒薄膜。用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱对薄膜的微结构和组分进行了测试分析 ,分析结果表明 :制备的Au MgF2 复合纳米颗粒薄膜由fcc Au晶态纳米微粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2 陶瓷基体中构成 ,当Au体积百分含量由 1 5 %增至 6 0 %时 ,其平均晶粒尺寸由 5 1nm增大到 2 1 2nm ,晶格常数由 0 39984nm增大到 0 4 0 74 3nm ;随Au体积百分含量由 6 %增至5 0 % ,其颗粒平均粒径则由 9 8nm增至 2 1 4nm。名义组分为vol.6 0 %Au MgF2 样品中Au的体积百分含量约为 6 2 6 % ,与设计值基本一致。

Ag-MgF_2复合金属陶瓷薄膜的结构与光学特性研究

以真空烧结的Ag-MgF2粉体为蒸发材料,用真空蒸镀法制备了Ag-MgF2金属陶瓷薄膜,X射线衍射、红外以及紫外-可见光谱研究表明:薄膜为由纳米fcc-Ag晶粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2基体中构成。在400～1600cm-1波数范围,Ag-MgF2金属陶瓷薄膜具有400～600cm-1的MgF2晶体特征吸收带和Ag-MgF2复合结构产生的730～1250cm-1的吸收谱带;在200～800nm波长范围,Ag-MgF2金属陶瓷薄膜对波长为220～800nm的光波均具有很低的反射率和很强的吸收,对波长为340～580nm的光波吸收率高达85%以上;而在紫外光区,Ag-MgF2薄膜则具有高反射率(>51%)

用磁控溅射法制备的Ag-MgF_2的复合薄膜的研究

采用RF磁控溅射方法制备了Ag-MgF2复合薄膜。通过XRD测量,发现当退火温度在300-500℃时,Ag以晶态形式镶嵌在非晶态介质中;当退火温度低于300℃时候,Ag以非晶态形式存在。在分层镀Ag和MgF2薄膜后,经过热处理使Ag颗粒扩散在MgF2介质中,通过AFM观察,对复合薄膜形貌进行了分析:如果先镀MgF2薄膜,再镀Ag薄膜,发现Ag颗粒主要分布在薄膜的表面,并且富集形成较大的颗粒,表现出块体Ag的吸收特性。而先镀Ag薄膜,然后再镀MgF2薄膜,经过热处理,可以形成Ag颗粒均匀镶嵌在介质中形成的复合薄膜。同时对样品的吸收特性也进行了研究。

Au-MgF_2复合纳米颗粒薄膜的多重分形研究

用透射电镜(TEM)测定了采用射频磁控共溅射法制备的金属体积分数在6.0%～62.6%之间的Au-MgF2复合纳米颗粒薄膜的形貌,用多重分形谱描述了不同体积分数薄膜中Au颗粒的空间分布均匀性及其尺寸分布.结果表明:随着Au体积分数的增大,多重分形谱的宽度Δα先增大后减小,说明薄膜中Au颗粒的空间分布不均匀性先增加后减小.当Au体积分数达到某一临界值(在26.5%至38.2%之间)时,Δf从小于零向大于零发生转变,此时薄膜中Au颗粒的尺寸分布,由较大程度上取决于体积最小Au颗粒,向较大程度上取决于体积最大Au颗粒过渡.

Ag：Bi2O3纳米颗粒复合薄膜的三阶光学非线性和超快电子动力学研究

金属纳米颗粒具有较小的尺寸和大的表面体积比，由于量子限制效应和表面效应，表现出特殊的电子和光学性质．迄今为止，研究者们已对金属颗粒掺杂浓度较低的复合材料的性质做了大量研究，而掺杂浓度较高的材料受到的关注较少．我们采用磁控溅射法制备出含Ag浓度较高(13at．％～59at．％)的Ag：Bi2O3复合薄膜，使用飞秒脉冲激光研究了此类材料的三阶光学非线性和超快电子动力学过程。

退火温度对Ag-MgF_2颗粒膜结构和内应力的影响

报道用电子薄膜应力分布测试仪测量退火温度对Ag -MgF2 复合颗粒薄膜内应力的影响 ,结果表明 ,退火温度在 40 0℃ ,薄膜平均应力最小 ,应力分布比较均匀。XRD分析表明 ,Ag -MgF2 复合颗粒薄膜的内应力主要来自Ag晶粒的生长过程 ,当Ag的晶格常数接近块体时 (40 0℃温度退火 6 0分钟 ) ,Ag-MgF2 薄膜内应力最小。

金属含量对Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜微观结构及其性能的影响

目的使Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜同时具备高的磁化强度及电阻率,从而实现更好的高频软磁特性。方法通过磁控共溅射的方法,在不同金属靶功率下制备了Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜,并探究金属含量对薄膜的微观结构、表面形貌、电学和静态磁学性能的影响。结果薄膜中的金属颗粒被非晶态的TiO2分散。金属含量的增加可以显著提高纳米颗粒薄膜中金属颗粒的结晶性,降低薄膜电阻率,并且通过改变金属含量,可使薄膜逐渐从超顺磁态向铁磁态转变,达到精确调控纳米颗粒复合薄膜的磁学和电学性能的目的。结论在金属含量达到54%时,实现了高电阻率和高饱和磁化强度共存,有望得到具有高频软磁特性的纳米颗粒复合薄膜。

Ag-GO-TiO_2复合薄膜光催化降解双酚A

为改进TiO_2薄膜的光催化能力,采用溶胶-凝胶法制备氧化石墨烯(GO)掺杂TiO_2薄膜,并利用光化学沉积方法在GO-TiO_2薄膜表面沉积Ag纳米颗粒制备出Ag-GO-TiO_2复合薄膜.通过XRD、Raman、SEM、EDS、TEM和UVVis漫反射光谱对复合薄膜的晶体结构、表面形貌和光吸收范围等进行表征,并在紫外光照射条件下,进行复合薄膜光催化降解双酚A研究,以表征其光催化能力.结果表明:450℃退火后,TiO_2薄膜中仍保留有氧化石墨烯,薄膜表面沉积有Ag单质纳米粒子,且复合薄膜对紫外光吸收有所加强.紫外光照射30 min后,TiO_2薄膜、石墨烯掺杂物质的量比为3.2的GO-TiO_2薄膜和Ag-GO-TiO_2复合薄膜对双酚A溶液(质量浓度为50 mg/mL)的降解率分别为4.9%、16.7%和26.5%.研究表明在GO掺杂以及Ag纳米粒子沉积的共同作用下,TiO_2薄膜的光催化活性得到了有效提高.

纳米TiO_2/SiO_2复合涂层修饰玻璃的抗菌功能研究

采用溶胶-凝胶法在室温下制备了均匀的纳米二氧化硅和二氧化钛复合薄膜,研究了经不同温度处理、不同TiO2/SiO2配比的薄膜修饰后的玻璃表面的抗菌性能.用SEM表征了复合薄膜的表面形貌及不同温度处理对颗粒大小的影响,并利用XRD检测此复合粉体的晶型.研究结果表明,薄膜中的二氧化钛主要以锐钛矿晶型存在,颗粒大小在15～40nm范围内,二氧化硅是非晶的无定型体.实验表明,此薄膜能高效快速地杀死细菌.其抑菌能力与薄膜的热处理温度、纳米SiO2和TiO2的比率等因素有关.100～500℃热处理后的薄膜经1h自然光照的抑菌率都在90%以上.

Au/TiO_2薄膜的制备及等离子体光催化性能研究

以TiO_2薄膜为载体,采用真空镀金和退火法制备了载金(Au)TiO_2(Au/TiO_2)薄膜光催化材料,并对制得的Au/TiO_2薄膜光催化材料进行了测试。研究结果表明:Au/TiO_2薄膜表面形貌呈岛状分布,薄膜表面Au层厚度20~80nm,相比TiO_2薄膜,Au/TiO_2薄膜在全光谱下具有更高的催化活性,在300W氙灯光源,亚甲基蓝(MB)水溶液初始浓度为20mg/L,降解时间为4h条件下,Au/TiO_2薄膜对MB的降解率最大达到94%,具有较好的降解性能。

Ag-MgF_2复合纳米金属陶瓷薄膜的渗透阈研究

介绍了几种计算纳米金属颗粒镶嵌于陶瓷基体中而形成的复合纳米金属陶瓷薄膜渗透阈的理论方法,分析了理论方法中所运用模型的特点及其精度.并将Landauer有效介质理论和Priou渗透阈理论应用于Ag-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜的渗透阈计算,所得值分别为0·08和0·14(Ag的体积分数),按Priou渗透阈理论计算的结果与实验结果相符.最后讨论了影响复合金属陶瓷薄膜体系渗透阈的主要因素.

有效介质近似在Cu-MgF_2复合纳米颗粒薄膜光学性质中的适用性研究

采用射频磁控共溅射技术制备了Cu体积分数分别为15％和30％的Cu—MgF2复合纳米颗粒薄膜。透射电镜形貌图像表明，薄膜由不同形状的Cu晶态纳米微粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2陶瓷基体中构成。用椭偏光谱技术计算得到Cu—MgF2复合薄膜在270-830nm波段的光学常数谱。用考虑颗粒形状效应的有效介质近似计算得到Cu—MgF2复合薄膜在相同波段的光学常数谱。谱相结合，分析讨论了Cu—MgF2复合薄膜的光学特性。把两样品的透射电镜形貌图像与光学常数理论谱、实验结果表明：去极化因子取值0．33的麦克斯韦-噶尼特（Maxwell-Garnett）模型可以较好地解释Cu体积分数为15％的Cu—MgF2复合薄膜的光学性质，而去极化因子取值0．6的布鲁格曼（Bruggeman）模型可以较好地解释Cu体积分数为30％的Cu—MgF2复合薄膜的光学性质。

复合电沉积在制备透射电镜试样上的应用

提出一种用复合电沉积技术制备直径大于0．5μm的无机非金属颗粒透射电镜(TEM)试样的方法，即将悬浮在电镀液中的非金属颗粒连同镀层金属离子共同沉积在电极上，形成厚度适宜、颗粒分布密度高、包埋紧实且易于剥离的复合薄膜，然后将其双喷电解抛光和离子轰击减薄形成颗粒薄区，使电子束可以穿透。对于用该方法制备的导电材料LiCoO2和非导电材料WC的试样做了TEM电子像和电子衍射谱分析。探讨了复合电沉积的阴极动力学过程。

ZnO/WO_3纳米片薄膜的光电催化性能研究

采用水热法在不锈钢基底上制备WO3纳米片阵列,然后将其浸渍于不同浓度Zn(NO_3)_2溶液中以负载ZnO纳米颗粒,从而制备出ZnO/WO_3纳米片薄膜。采用场发射扫描电镜(FESEM)、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)和电化学阻抗图谱(EIS)等方法对ZnO/WO_3复合薄膜的形貌、结构、物相组成和光电性能等进行分析,重点考察了薄膜电极对亚甲基蓝(MB)的光电催化降解性能。结果表明,WO_3纳米片均匀垂直于基底生长,Zn元素以ZnO颗粒的形式分布在WO_3表面;ZnO的引入促进了WO_3中产生的光生电子-空穴对的分离,从而使ZnO/WO_3复合薄膜表现出比纯WO_3薄膜更优异的光电性能和光电催化活性;在Zn(NO_3)_2浸渍液浓度为20mmol/L时,所制ZnO/WO_3复合薄膜具有最佳的光电催化性能,在MB溶液初始浓度为10mg/L、外加偏压为0.8V、光照1h的条件下,采用该样品对MB的降解率达96.5%,并且复合薄膜具有良好的循环稳定性,在重复使用5次后,对MB的光电催化降解效率没有明显降低,有望在实际污水处理中得到应用。