多层金属预制膜硫化法制备CuAlS_2薄膜

先用磁控溅射沉积Cu/Al多层预制膜,再用硫化法制备黄铜矿型CuAlS_2多晶薄膜。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱和紫外-可见分光光度计研究了薄膜的物相成分、晶体结构、表面形貌、元素成分和光学性质。多层预制膜降低了CuAlS_2的成相温度,从单层[Cu/Al]1膜的750℃下降到[Cu/Al]8的650℃,有效抑制了Cu S杂相的形成。Rietveld分析得到CuAlS_2薄膜晶胞参数为a=0.537 10~0.533 27 nm和c=1.033 1~1.033 9 nm,阴离子x轴位置为xS≈1/4。能量色散X射线光谱分析显示Cu、Al和S分布均匀,未检测到其他杂质。CuAlS_2薄膜光学带隙为3.8 e V,能带计算表明硫离子位置的改变是禁带宽度增加的主要原因。

CuAl2O4掺杂改性TiO2薄膜的制备与可见光催化性能研究

采用溶胶-凝胶方法在玻璃基片上制备了CuAl2O4掺杂改性的复合薄膜．研究了CuAl2O4的掺杂量、光照时间、薄膜厚度对TiO2复合薄膜光催化性能的影响，利用可见-紫外分光光度计测定酸性红B降解前后516nm处的吸光度，依此计算出薄膜对染料的降解率．借助于紫外可见光谱、X射线衍射、接触角测定仪等研究了薄膜的结构与性能．结果表明：随着CuAl2O4掺杂量的增加，TiO2复合薄膜对酸性红B水溶液的可见光降解脱色率增大．采用吸收光谱确定了CuAl2O4掺杂量为0％、0．5％、1％、1．5％％（摩尔分数）的TiO2复合薄膜的激发极限波长，分别是350、370、380、430nm，吸收边向可见区红移了20-80nm，可见光吸收范围明显扩大．

Cu薄膜上热氧化法制备CuAl2O4薄膜

采用离子束辅助沉积方法在95%(质量比)Al2O3基板上制备Cu薄膜,利用热氧化法使Cu薄膜氧化,并与Al2O3基板反应,制备出CuAl2O4薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线光电子能谱仪分别对CuAl2O4薄膜的结构、成分和微观形貌进行了表征。研究结果表明,大气环境下,热氧化温度低于1000℃时,薄膜主要成分为CuO,随着热氧化温度的提升,薄膜成分比例并无较大变化,但是薄膜晶粒在不断增大;热氧化温度为1000℃时,氧化后的Cu薄膜与Al2O3基板开始反应形成CuAl2O4晶体。当热氧化温度为1100℃时反应更加完全,形成纯度较高的CuAl2O4薄膜,且薄膜晶粒尺寸明显增大,薄膜表面Al元素含量增加。