Al_(2)O_(3)-Ce_(2)O_(3)复合薄膜对304不锈钢抗高温氧化性能的影响

为提高304不锈钢的抗高温氧化性能,采用溶胶-凝胶法以异丙醇铝和CeCl_3·7H_(2)O为原料,在304不锈钢表面分别制备了Al_(2)O_(3)薄膜和Al_(2)O_(3)-Ce_(2)O_(3)复合薄膜,通过氧化动力学曲线、XRD、SEM和EDS分析,研究了不同Ce/Al比例(摩尔比,下同)的Al_(2)O_(3)-Ce_(2)O_(3)复合薄膜对304不锈钢900℃抗高温氧化性能的影响。结果表明,涂覆Ce∶Al=1∶10的薄膜试样在900℃循环氧化100 h后的氧化增重与氧化剥落量仅为未涂覆试样的34.1%和51.8%,抗高温氧化性能最佳。Al_(2)O_(3)-Ce_(2)O_(3)复合薄膜降低了304不锈钢基体表面的氧分压,有利于生成保护性的Cr_2O_(3)氧化层,有效抑制了Cr_2O_(3)的挥发;添加Ce_(2)O_(3)降低了氧化层中的热应力,提高了其附着力;Ce_(2)O_(3)起到了活性元素效应,改变了氧化膜的生长机制,因此显著提高了不锈钢的抗高温氧化性能。

Y_2O_3-SnO_2常温气敏薄膜的Sol-Gel制备及性能研究

以无机盐ＳｎＣｌ２·２Ｈ２Ｏ，Ｙ（ＮＯ３）３·６Ｈ２Ｏ为原料，无水乙醇为溶剂，采用溶胶－凝胶工艺制备了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２薄膜．采用差热－失重分析研究了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２干凝胶粉末的热分解、晶化过程．研究了Ｙ２Ｏ３－ＳｎＯ２薄膜的电学和气敏性能．从实验中得到了Ｙ２Ｏ３掺杂份量对ＳｎＯ２薄膜电学及气敏性能的影响．实验表明Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２薄膜在常温下对ＮＯｘ具有较好的灵敏度和选择性，并具有较好的响应恢复性能；在常温下对Ｈ２Ｓ气体也具有一定的灵敏度．

制备工艺对AgSnO_2(8)In_2O_3(4)电接触材料组织与性能的影响

分别采用粉末冶金法、合金粉末预氧化法和加压内氧化法制备AgSnO2(8)In2O3(4)电接触材料,研究不同制备工艺对AgSnO2In2O3电接触材料微观组织与性能的影响。结果表明:加压内氧化法制备的AgSnO2In2O3材料的组织均匀性最佳,致密度最高,显微硬度最大;粉末冶金法制备的AgSnO2In2O3材料导电率最好;直流阻性负载条件下,加压内氧化法制备的AgSnO2In2O3材料的耐电弧侵蚀性能最佳,其触点的失重最少,触点表面侵蚀区域面积最小。

Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)基氧化铝薄膜的制备及对固态电解质应用性能的影响

Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)具有离子电导率高、电化学窗口宽、与锂负极相容性好的特点,在锂离子电池领域成为了传统有机液态电解质的潜在替代品。然而,LLZO极易与空气中的CO_(2)、H_(2)O反应生成副产物Li_(2)CO_(3),致使LLZO离子电导率降低,甚至丧失。针对这一问题,本研究采用先旋涂后烧结的方法在LLZO表面构筑氧化铝薄膜,借助致密氧化铝薄膜阻隔LLZO与空气的直接接触的特性,改善和提高LLZO的空气-水稳定性。结果表明,采用该方法可在LLZO表面构筑厚度约为13.34μm的无定形氧化铝薄膜层。该薄膜层有效提高了LLZO对气体的阻隔性,增大了LLZO表面疏水特性,在一定程度上抑制了Li_(2)CO_(3)的生成。同时,由于渗入LLZO中氧化铝对空隙的填充作用,强化了离子传输特性,使负载薄膜后LLZO的离子传导的活化能从0.40 eV降低至0.28eV,离子电导率从4.48×10^(5)S·cm^(-1)提高到5.06×10^(-5)S·cm^(-1),提高了13%。

用液雾氧化燃烧工艺制备SnO_2/In_2O_3纳米粉

将Ｓｎ和Ｉｎ先熔炼成合金，然后通过气雾喷粉工艺，由高压富氧气体使合金熔体雾化成微细的金属雾滴，并随即在燃烧道中直接氧化燃烧而生成ＳｎＯ２／Ｉｎ２Ｏ３纳米级复合的陶瓷粉末，其粒度≤２５ｎｍ。

Fe_2O_3/SnO_2和SnO_2/Fe_2O_3双层薄膜的XPS分析

用X光光电子能谱(XPS),结合Ar^+刻蚀对Fe_2O_3/SnO_2及Fe_20_3/SnO_2双层薄膜进行分析.结果表明:Fe_2O_3/SnO_2膜表面,晶格氧的结合能为529.85eV,热处理前有大量吸附氧存在,在600℃退火后,大部分羟基、羰基形态的吸附氧解吸;SnO_2/Fe_2O_3膜表面,热处理前后都只有少量的吸附氧,经热处理后表面吸附氧却略有增加.双层薄膜中锡向氧化铁层的扩散较铁向氧化锡层的扩散强.扩散的结果,形成了一个数十纳米的过渡层,对元件的气敏性质产生一定的影响.

室温直流反应磁控溅射制备透明导电In_2O_3∶Mo薄膜

在室温条件下采用直流反应磁控溅射法制备了新型透明导电In2O3:Mo薄膜.研究了溅射压强中氧气百分含量[P(O2)]为8.0%～18.0%时对薄膜光电特性以及表面形貌结构的影响.结果表明,薄膜的光电性能对溅射压强中P(O2)非常敏感.分析显示P(O2)决定了薄膜中的氧空位含量和载流子浓度,从而影响了薄膜的光电特性.原子力显微镜观察表明,适量的P(O2)条件下可以获得平均粗糙度为0.3 nm、颗粒均匀、表面平整的薄膜.室温制备的IMO薄膜在可见光区域的平均透射率(含玻璃基底)高达82.1%,电阻率低至5.9×10-4 Ω·cm.

In_2O_3:W薄膜的制备及光电性能研究

采用直流磁控溅射法制备了掺钨氧化铟(In2O3:W,IWO)薄膜,研究了制备工艺对薄膜表面形貌和光电性能的影响。结果表明薄膜的表面形貌与其光电性能有着紧密联系。氧分压显著影响薄膜的表面形貌进而对薄膜的光电性能产生影响,同时溅射时间的变化也显著影响薄膜的光电性能:随着氧分压以及溅射时间的升高,薄膜的电阻率均呈现先减小后增大的变化规律,在氧分压为2.4×10-1Pa条件下,制备样品的表面晶粒排布最细密,其电阻率达到6.3×10-4Ω.cm,载流子浓度为2.9×1020cm-3,载流子迁移率为34cm2/(V.s),可见光平均透射率约为85%,近红外光平均透射率>80%。

高迁移率透明导电In_2O_3:Mo薄膜

用直流磁控溅射法成功制备了高价态差掺钼氧化铟(IMO)透明导电薄膜。研究了氧分压,基板温度以及溅射电流对IMO薄膜结构和性能的影响。获得的IMO薄膜的最低电阻率为3.65×10-4Ω·cm,载流子迁移率高达50cm2V-1s-1,可见光区域的平均透射率(含玻璃基底)高于80%。X ray衍射(XRD)研究表明IMO薄膜具有良好的结晶性。分析认为IMO薄膜的载流子迁移率主要受晶界散射的控制。

溅射Au对SnO_2/Fe_2O_3薄膜气敏特性的影响

通过直流溅射Au对PCVD方法制备的SnO2/Fe2O3双层薄膜的SnO2表面进行了修饰,并对修饰后的Au SnO2/Fe2O3薄膜的气敏特性进行了观测。结果表明,Au的催化作用使Au SnO2/Fe2O3薄膜气敏器件对CO,H2,C2H5OH等气体的灵敏度增大2～3倍,相应于最大灵敏度的工作温度均降低约60℃。这显示直流溅射Au是改善SnO2/Fe2O3双层薄膜气敏性能的一种有效手段。

Al掺杂对β-Ga_(2)O_(3)薄膜光学性质的影响研究

近年来,半导体器件向着高散热性、高击穿场强和低能耗的方向发展,因此超宽禁带半导体材料β-Ga_(2)O_(3)具有广阔的应用前景,而有效掺杂是实现β-Ga_(2)O_(3)器件的基础。实验采用磁控溅射法制备Ga_(2)O_(3)/Al/Ga_(2)O_(3)/Al/Ga_(2)O_(3)复合结构,经高温退火使Al原子热扩散进入薄膜中,形成Al掺杂的β-Ga_(2)O_(3)薄膜。采用激光区熔法使薄膜区域熔化再结晶,进一步提升掺杂质量。对Al掺杂β-Ga_(2)O_(3)薄膜的晶体性质、杂质含量及光学性质进行了测试表征。结果表明:Al掺杂不改变β-Ga_(2)O_(3)薄膜的晶体结构;随着Al层溅射时间延长,掺杂含量逐渐增加;当Al溅射时间为5和10 s时,薄膜紫外吸收率分别为40%和50%;随着Al溅射时间的增加,Al掺杂β-Ga_(2)O_(3)薄膜紫外区域光吸收率逐渐增强,Al溅射时间为300 s时,β-Ga_(2)O_(3)薄膜的光吸收率接近90%;低浓度的Al掺杂会导致β-Ga_(2)O_(3)薄膜的禁带宽度变窄。

SnO_2/Fe_2O_3多层结构薄膜型气敏元件的研究

本文报导了采用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备 SnO_2/Fe_2O_3多层薄膜气体敏感材料及敏感元件的性质。所研制的多层薄膜在保持对乙醇有较高的灵敏度及较好的响应恢复时间的同时,其稳定件较单层膜有明显地改善。乙醇和汽油的分离倍数达10左右,对其它气体分离倍数更高。研究表明所制备的 SnO_2/Fe_2O_3薄膜材料可用于开发新型气敏元件。

氨化Si基Ga_2O_3/In_2O_3制备GaN薄膜

研究了Ga2O3/In2O3膜反应自组装制备GaN薄膜,再将Ga2O3/In2O3膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜,用X射线衍射(XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行结构、形貌的分析。测试结果表明,用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,且900℃时成膜的质量最好。

基于SF_(6)/Ar的电感耦合等离子体干法刻蚀β-Ga_(2)O_(3)薄膜

使用SF_(6)/Ar混合气体作为刻蚀气体,采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀方法,研究了不同激励功率和偏置功率对Ga_(2)O_(3)薄膜刻蚀速率的影响以及不同刻蚀时间对表面粗糙度的影响,并观察了光刻胶的损伤情况以调整刻蚀工艺参数。实验结果表明,适度地增大激励功率和偏置功率可以提高刻蚀速率;合适的刻蚀时间可以在得到低粗糙度表面的同时不会过度损伤光刻胶掩膜。通过优化工艺参数,在激励功率为600 W、偏置功率为150 W、刻蚀时间为17 min下,可得到30 nm/min的Ga_(2)O_(3)薄膜刻蚀速率,刻蚀表面的垂直度高、粗糙度低,同时光刻胶掩膜形貌完好。

SnO_2/Fe_2O_3双层薄膜的界面结构及其对气敏特性的影响

本文给出用等离子化学气相沉积 (PCVD)技术制备的SnO2 /Fe2 O3 双层薄膜结构的俄歇谱 (AES)剖面分析、透射电镜 (TEM)断面形貌和扫描电镜 (SEM)表面形貌的实验研究结果。AES剖面分析和TEM断面形貌图显示在SnO2 与Fe2 O3 界面区有一个约 35nm厚的过渡层存在 ,其质地松散。实验还发现这个界面过渡层的存在缓解了层间应力 ,增强了SnO2 薄膜的附着力 ,对该双层膜的气敏特性有明显的控制作用 ;但当SnO2 层厚大于 2 70nm时 。

不同衬底制备稀土Nd^(+3)掺杂SnO_2薄膜的XRD、SEM分析

采用真空气相沉积法在玻璃和单晶硅衬底[111]上制备纳米SnO2及稀土金属钕掺杂薄膜,并对薄膜进行热处理。对薄膜进行XRD、SEM测试。实验显示,不同衬底制备SnO2薄膜在未掺钕时结构有明显区别,采用同样工艺条件在玻璃衬底上制备的SnO2薄膜没有显示择优生长;在硅衬底上制备未掺钕SnO2薄膜显示出沿[101]晶向择优生长趋势。掺钕(5 at%)玻璃衬底制备的薄膜沿[110]衍射峰较强,但薄膜基本呈现自由生长;掺钕后硅衬底制备的薄膜则强烈沿[110]晶向择优生长,随掺钕含量增加择优生长趋势消失,当掺钕含量为(5 at%)时薄膜呈自由生长结构较完善。SEM给出在玻璃基片生长的薄膜表面形貌呈均匀小颗粒状,平均晶粒尺寸在30 nm左右。硅基片制备的薄膜表面则呈紧密均匀带孔颗粒状;颗粒尺寸约1000 nm与计算值相差较大。两种衬底制备的SnO2薄膜经稀土钕掺杂可抑制晶粒生长。本实验中钕掺杂量为5 at%(热处理T=500℃,t=45 m in)时薄膜结构特性最佳。

SnO_2∶Fe_2O_3混合薄膜的制备及其在丙酮蒸汽中的反射光谱

以ＳｎＣｌ４·５Ｈ２Ｏ，ＦｅＣｌ３·６Ｈ２Ｏ及无水乙醇为主要原料，采用溶胶凝胶法制备了ＳｎＯ２∶Ｆｅ２Ｏ３混合薄膜，测量并研究了其在可见光区附近的丙酮气敏反射光谱。

Nd_2O_3-SnO_2 薄膜气敏元件的研制

研究了Ｎｄ２Ｏ３－ＳｎＯ２复合薄膜气敏元件的制作工艺和敏感性能测量结果表明，这种元件对乙炔气体敏感，且具有选择性好。

反应溅射氧分压对In_2O_3薄膜光电转换性能的影响

用直流磁控溅射在不同溅射功率下制备不同厚度的In2O3薄膜。通过XRD分析薄膜结构,用紫外可见光谱分析薄膜的光吸收能力,并推导薄膜的光学带隙。结果表明,室温反应溅射条件下,直接溅射得到的薄膜都是非晶薄膜,且吸光度随制备氧分压的增大而减小,相同功率下,薄膜厚度随氧分压增大而减小,光吸收起始位置也随之蓝移。相同偏压下,薄膜的单色光转换效率(IPCE)随氧分压增大先减小后增大。在0.5 mol/L Na2SO4溶液中,0.26 Pa氧分压得到的样品IPCE为14.8%(λ=400 nm)。在1.0 V Ag/AgCl偏压下,0.26 Pa氧分压样品光电流为28μA/cm2。

新型SnO_2/WO_3双层薄膜NO_2敏感性能研究

采用射频磁控反应溅射锡(Sn)靶和钨(W)靶的方法制备了SnO2/WO3双层薄膜材料,通过XRD和XPS实验研究了双层薄膜的物相结构和组份,结果表明,SnO2/WO3双层薄膜经过热处理后形成了SnWO4化合物.在此基础之上,制作了相应的NO2气体敏感薄膜传感器,研究了双层薄膜传感器的制备工艺参数及工作条件对传感器性能的影响,研究了传感器的敏感特性,包括灵敏度、选择性、响应恢复等特性.结果表明,传感器对NO2气体有较好的敏感性,对其他干扰气体不敏感.