动态热风辅助再结晶策略改善CsPbI_(2)Br钙钛矿在大气环境下的结晶及其光电性能

CsPbI_(2)Br薄膜在大气环境下制备存在覆盖率低、结晶质量差和结构稳定性差等问题.本文提出了一种动态热风辅助再结晶策略(dynamic hot-air assisted recrystallization,DHR),在相对湿度大于60%(>60%RH)的大气环境下,制备出高覆盖率、(100)择优取向、大尺寸晶粒、结构稳定、光电性能好的CsPbI_(2)Br薄膜.这是由于动态热风过程能够有效提高薄膜的覆盖率和获得(100)择优取向的结晶,但晶粒尺寸会显著减小(R_(ave)=0.32μm)并伴随着大量的晶界形成,从而加剧载流子的非辐射复合(τ_(ave)=99 ns);而通过再结晶过程,可进一步提高(100)择优取向的结晶和显著增大晶粒尺寸(R_(ave)=2.63μm),从而提高薄膜的光致发光强度和荧光寿命(τ_(ave)=118 ns).由DHR策略制备的未封装CsPbI_(2)Br太阳能电池具备高光电转换效率(power conversion efficiency,PCE=17.55%)、低迟滞因子(hysteresis index,HI=2.34%)和长期的储存稳定性(air,>60%RH,40天,初始PCE的96%)等特性.

Sol-Gel制备Ba_(1-x)Sr_xTiO_3系铁电薄膜的介电、调谐性能

用sol gel工艺制备Ba1-xSrxTiO3系铁电薄膜 ( 1-x= 0 .3,0 .5～ 0 .9)。实验证实 ,在制备溶胶过程中 ,提高加热温度能有效增加BST薄膜的介电调谐百分率。室温下 ,10 0kHz ,各组分薄膜的介电常数 (ε)和介电调谐百分率 (Tunability % )均呈现较高的值。其中 ,Ba0 .8Sr0 .2 TiO3的介电常数和调谐百分率达到最大分别为 :678和 39% ,比国际上同类文献报道的数据高。BST的ε E曲线呈良好的单值函数关系。介电温谱出现明显宽化 ,调谐曲线峰值点对应的温度较居里温度低 2 0～30℃ ,本文并对上述现象作出解释。

Cd在Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体中的有效扩散系数与扩散激活能

为了计算Cd在Cd0.9Zn0.1Te(CZT)晶体中的有效扩散系数DCd与扩散激活能QCd,利用Cd在CZT晶体中的扩散特性,设计了在不同Cd压下对CZT的退火实验,推导出了晶体电阻率与Cd有效扩散系数之间的函数关系,经过计算,首次获得了在1073K,973K和873K温度时Cd原子在CZT晶体中的有效扩散系数DCd,分别为1.464×10-10cm2/s,1.085×10-11cm2/s和4.167×10-13cm2/s。将扩散数据经过拟合后得到了Cd原子在CZT晶片中有效扩散系数的表达式:2.33×exp(–2.38eV/kT)(873K^1073K),其中扩散激活能QCd为2.38eV。

基于提取不同中红外光谱特征信息的烟叶部位判别研究

中红外光谱(MIR)分析技术在烟草中有广泛的应用,利用中红外分析可以获取烟草中大量化学信息.为了提高谱图的信噪比,需要对谱图数据进行预处理.研究发现对烟叶中红外光谱数据进行一阶导数结合Savizky-Golay的预处理,不仅提高了信噪比,而且增加了烟叶部位分类判别的准确率.另外,对谱图数据进行降维处理,有利于提取中红外谱图信息,减少冗余数据,减少计算时间.本文对比了基于原始中红外谱图数据、连续投影算法(SPA)特征提取后数据、偏最小二乘法(PLS)降维特征提取后数据的烟叶部位分类判别准确率,结果表明PLS降维特征提取可以有效提取烟叶中红外光谱数据的特征信息,有利于烟叶部位分类判别准确率的提高.利用PLS提取烟叶中红外特征信息数据建立的烟叶部位支持向量机(SVM)分类判别模型,其建模、留一法和独立测试集的准确率分别为:96.00%、89.60%和80.65%.

无机介质材料的微波介电特性测量

对当前微波介质材料研究中常用的传输线法,空腔微扰法,平行短路板法,谐振腔法,分裂圆柱形谐振腔法等几种有代表性的测试方法作了概括介绍,并对相应的不同测试方法的测试精度及优缺点进行了评价。相对于频域测试,时域测试法具有固有的宽频带、快速以及简便等优点,该方法近来越来越受到重视。

混合型碘系钙钛矿薄膜变温光致发光特性的研究

研究了阴离子和阳离子混合型碘系钙钛矿薄膜材料的结构、光学性质及光致发光温度特性.研究发现,阴离子混合型碘系钙钛矿(MAPb(BrxI1-x)3,MA+=CH3NH3^+)随着半径较小的Br离子的比例增加(x=0-0.1),薄膜择优取向生长更明显,其光学带隙从1.43 eV到1.48 eV线性增加.在光抽运下,随着工作温度从10 K升高到125 K,纯碘系钙钛矿(MAPbI3,即x=0)可见区光致发光(PL)的峰位轻微的红移;之后至350 K,发生蓝移.而Br-阴离子混合型钙钛矿薄膜的PL峰位只随温度升高持续蓝移.并且在不同工作温度下,Br-阴离子比例x与PL峰位呈现线性关系.对于纯碘系钙钛矿,其高温段激子结合能是37.5 meV;随着Br-的比例的增加,高温段激子结合能会先增大后减小.当x=0.0333,其薄膜PL半高宽随温度升高展宽幅度最小,具有更好的温度稳定性.通过进一步三重阳离子混合和阴离子调节,获得更加优良的混合型碘系耗钛矿(Cs0.05(FA0.85A0.15)0.95Pb(Br0.15I0.85)3,FA+=HC(NH2)2^+)薄膜,为进一步研制太阳能电池和发光器件奠定了实验基础.

LaPO4／Y-ZrO2陶瓷复合材料的力学性能和可加工性研究

本文利用电子万能试验机、扫描电子显微镜(SEM)等手段对可切削LaPO4/Y-ZrO2陶瓷复合材料的力学性能、可加工性及其机理进行了研究。结果表明:随着LaPO4含量的增加复合陶瓷的力学性能逐渐下降,可加工性逐渐增加。当LaPO4含量达到30%时,复合陶瓷维持较高的力学性能,其弯曲强度和断裂韧性分别为337.98 MPa和7.2 MPa.m1/2,且具有一定可加工性,其钻削速率为0.014 mm.s-1。当LaPO4含量为50%时复合陶瓷可加工性明显提高,但力学性能下降幅度较大。LaPO4晶粒所具有的层片状断裂性能,强弱界面处裂纹的不连续扩展性及微裂纹扩展出现连通是LaPO4/Y-ZrO2复合陶瓷具有良好的可加工性的主要原因。

空气中烧成镍电极浆料的研究

介绍了空气中烧成的Ni电极浆料的制备。讨论了浆料中玻璃粉、硼粉含量及烧渗工艺等对电极性能的影响。结果表明:浆料中Ni粉的纯度应为99.5%,粒度为500目;w(Ni)应不低于65%;玻璃粉的软化温度为450℃左右;粒度为300目,w(玻璃)为20%左右。加入硼粉系作为抗氧化剂。于810℃的大气中烧渗,保温5 min,此贱金属镍电极可牢固地附着在陶瓷基体上,并具有良好的欧姆接触性能。

用纳米粉制备Nd:Y_(1.84)La_(0.16)O_3透明陶瓷

用碳酸盐共沉淀法制备一种新的掺钕氧化镧钇(Nd:Y1.84La0.16O3)纳米粉体,得到颗粒细小、均匀、分散性好、粒径为50～60nm的Nd:Y1.84La0.16O3纳米粉体。分别采用Nd:Y1.84La0.16O3纳米粉料和商业粉料,用传统陶瓷无压烧结工艺制备Nd:Y1.84La0.16O3透明陶瓷。Nd:Y1.84La0.16O3纳米粉制备的陶瓷样品的组分均匀、几乎不存在第二相,具有较高的透过率。商业粉制备的陶瓷样品因混料不均匀而在晶界处存在部分第二相,降低了陶瓷的透过率。此外,还运用体视学法预测了2种陶瓷透过率的相对高低,分析了三维结构参数对陶瓷光学性能的影响。

掺氮类金刚石薄膜的微观结构和红外光学性能研究

采用俄歇电子能谱、原子力显微镜、拉曼散射分析、傅里叶红外光谱和红外椭圆偏振光谱等设备 ,对射频等离子增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石薄膜的微观结构和红外光学性能进行了研究 .结果表明 ,薄膜中氮含量随工艺中氮气 /甲烷流量比的增加而增加并趋于饱和 .光谱中 CH键吸收峰 (2 85 9～ 310 0 cm- 1 )逐渐消失 ,而且 CNH键(16 0 0 cm- 1 )、C≡ N键 (2 2 0 0 cm- 1 )和 NH键 (32 5 0 cm- 1 )对应的红外吸收峰强度随氮含量的增加而增加 .拉曼散射中G峰向小波数方向位移和峰值展宽的现象说明薄膜中形成了非晶的氮化碳结构 ,与原子力显微镜显示的薄膜中富氮的非晶纳米颗粒相对应 .偏振光谱分析认为 ,富氮纳米颗粒的存在导致了薄膜在红外波段折射率由 1.8降低到 1.

导模法蓝宝石单晶的位错缺陷及其力学性能的研究

采用导模法生长了a向,尺寸为60 mm×5 mm×300 mm的蓝宝石单晶片,采用化学腐蚀-金相显微镜法观测了其(0001)晶面的位错特征,并且采用INSTRON-1195万能试验机测试了抛光样品的弯曲强度。结果显示:当晶体中位错缺陷分布均匀时,在外部弯曲应力下,蓝宝石晶体发生特定晶面的高强解理断裂,位错密度的升高对蓝宝石弯曲强度没有明显损害作用。然而当晶体中出现位错密排结构时,蓝宝石单晶常温弯曲强度迅速下降。

掺杂型有机电致发光器件中载流子的俘获机制

掺杂型有机电致发光器件中,掺杂剂的发光来源于基质的能量传递或者来源于掺杂剂对载流子的俘获,也有可能两种机制同时存在。为了揭示掺杂型器件发光中究竟哪种机制占主导,以联苯乙烯衍生物(amino substituteddistyrylarylenederivative,BCzVB)掺杂4,4' 双(9 咔唑基) 1,1' 联苯(4,4' N,N' dicarbazole biphyenyl,CBP)为发光层的器件中,通过电流 电压特性的分析表明器件的发光主要来源于载流子俘获机制。光致发光与电致发光对比分析也表明,器件的发光过程中载流子俘获机制起了主导作用。

欧姆接触镍电极的研究

对镍电极浆料进行了实验研究。材料配方的选择和工艺的优化是实验的关键。实验中用玻璃粉和硼粉作为镍电极浆料的粘合剂和抗氧化剂,其中镍粉的质量分数不得低于65%,研制出的镍浆料可在大气中于810°C烧结在PTC等半导瓷上构成电极。通过扫描电镜(SEM)可以发现镍电极能牢固地附着在陶瓷体上并具有良好的欧姆接触性能。

温梯法生长掺碳强韧化蓝宝石单晶的研究

研究了温梯法生长不同浓度石墨碳掺杂蓝宝石单晶的室温力学性能。实验发现在蓝宝石单晶中,掺入适量石墨碳可以显著提高晶体常温断裂强度和断裂韧性,而不损害晶体的可见和近红外透过性能。当其掺入的石墨浓度为5×10-3时,蓝宝石单晶的断裂强度和断裂韧性平均分别提高到752 MPa和2.81 MPa.m1/2,而其可见和近红外透过率依然达80%。掺杂的石墨碳在蓝宝石晶体中部分作为晶格间隙离子,对蓝宝石单晶的开裂具有钉扎作用,达到提高蓝宝石单晶常温力学性能的效果。但是过量石墨碳的掺杂会引起掺质的组分偏析,晶体中出现碳包裹物,从而导致晶体力学性能和光学性能的下降。

钝化处理对CdZnTe Γ射线探测器漏电流的影响

表面漏电流引起的噪声会限制CdZnTe探测器的性能 ,尤其对于共面栅探测器 ,漏电噪声的大小与器件的电极设计和表面处理工艺密切相关。研究了化学钝化的工艺条件对CdZnTe表面状态的影响 ,借助原子力显微镜、电子探针和微电流测试仪等手段 ,研究了CZT表面形貌、组成等特性与器件电学性能之间的关系 。

无团聚HfO_2纳米粉体的湿化学法制备及性能表征

以化学沉淀法制备HfO2纳米粉体,借助XRD、SEM、TEM、BET、激光粒度测试仪等测试方法研究了不同制备工艺对HfO2纳米粉料团聚状态的影响.采用初始浓度0.5mol/L的溶液,稳定溶液pH为9、添加表面活性剂PEG、用无水乙醇处理水洗后的湿凝胶、在700℃下煅烧,能制备无团聚,平均粒径为25nm,呈正交晶型的HfO2纳米粉体.200MPa冷等静压成型的素坯在氢气中1800℃C保温2h得到96％理论密度的主相为正交相,有少量单斜相存在的HfO2陶瓷烧结体.

液相沉淀法制备HfO_2纳米粉体

以HfOCl2·8H2O为原料,采用化学沉淀法在不同的pH值下制备HfO2纳米粉体,并对制备的纳米粉体采用XRD,DSC-TG,TEM,BET等方法进行表征。研究了pH值对粉体比表面积、粒径的影响。结果表明:本方法制备的纳米粉体呈简单正交晶型,平均粒径为10nm,粒度分布窄,随着pH值的增加,粉体有比表面积增大,平均粒径减小的趋势,但变化幅度较小。

用体视学方法分析透明氧化铝陶瓷的显微结构

以高纯Al2O3(>99.9%)粉末为原料,采用无压烧结工艺制备了透明性良好的Al2O3透明陶瓷,并测定其体积密度和透过率。用体视学方法推导论证得到三维参数,即:表面积密度、总自由程以及体积密度和透明陶瓷透过率的关系,并和实际测得的透过率进行比较。实验结果表明:体视学方法预测的透过率和实际测得的透过率很好地一致。因此,将体视学方法用于透明陶瓷显微结构的分析是可行的。

电沉积法制备CdS薄膜及其性能研究

采用电沉积法制备了CdS薄膜。分别用XRD及SEM分析了薄膜的结构和表面形貌。研究了不同温度和不同沉积电压对薄膜表面硫与镉的化学成分比的影响。最佳的沉积电压为2．5～3V之间。制作了ITO／n-CdS／p-SnS／Ag结构的太阳能电池，在100mW／cm^2的光强下其开路电压0．2V，短路电流13．2mA／cm^2，填充因子0.31，转换效率0．81％。

Nd^(3+)掺杂Lu_2O_3透明陶瓷的制备和光学性能

通过化学途径合成了Nd3+掺杂的氧化镥纳米晶粉体,研究了工艺条件对粉体性能及透明陶瓷光学性能的影响,通过优化工艺参数,获得了晶粒均匀、尺寸在30 nm的高质量的Nd:Lu2O3纳米晶粉体。采用复合溶液法合成的粉体,经等静压成型、流动H2气氛及1880℃/8 h烧结后制备出光学透明性好的Nd:Lu2O3透明陶瓷,其在1080nm波长处的实测折射率为1.908,直线透过率超过75%,发射截面(σem)达到6.5×10-20cm2。