微结构表面润湿模式转换的实验研究

采用等离子体刻蚀技术及表面硅烷化处理制备了一组硅基方柱阵列样品,测量了其表面与水的表观接触角,简要分析了表面微结构几何参数对润湿模式转换的影响,探讨了方柱阵列微结构表面发生润湿模式转换的原因。结果表明,微结构表面润湿模式转换受微结构几何参数的影响,原因是微结构几何参数的改变会引起表面上的液滴能量的变化,最终导致液滴的润湿状态发生变化。

ITO薄膜的制备以及性能的研究

在室温条件下通过直流磁控溅射法在普通玻璃基体上制备了光电性能优良的ITO薄膜。靶材为ITO陶瓷靶,其中In2O3与SnO2的质量比为9∶1。运用UV-2550紫外可见光光度计测量样品的透光率,采用SZT-2四探针测试仪测量样品表面的电阻率,用扫描电镜(SEM)对样品进行表征。研究了溅射压强、溅射功率等参数对薄膜光电性能的影响。研究表明,ITO薄膜的电阻率随着溅射功率的增大而减小,在溅射功率为110W时ITO薄膜的透光率有相对好的数值。溅射压强为1.0Pa时既能保持ITO薄膜低的电阻率又能保证高的透光率。

水热法制备不同形貌的氧化锌纳米结构

采用水热法,用甲酰胺水溶液和锌片建立反应体系,在不同种晶层上制备出不同形貌的ZnO纳米结构,所用基底有Si片、镀有ZnO薄膜的Si片、镀有ITO薄膜的Si片、涂有ZnO粉末的Si片等,研究了不同的种晶层对ZnO纳米结构的形貌的影响。在不同温度下,分别在镀有ZnO薄膜和ITO薄膜的医用载玻片衬底上生长ZnO纳米结构,研究了温度在水热法中的作用及种晶层对纳米杆长度的影响。实验中用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对纳米聚集体进行了表征。SEM表征结果表明不同种晶层上获得的ZnO纳米结构形貌差异很大;反应时间、甲酰胺水溶液浓度以及反应温度对ZnO纳米阵列形貌都有着一定的影响;在ZnO薄膜上生长的纳米杆较在ITO薄膜上生长的纳米杆长。SEM图像同时表明氧化锌纳米杆随着温度的增大,纳米杆的长度和杆径增大。X射线衍射峰在34.6℃有很强的(002)纤锌矿衍射峰,该峰表明衬底上有高度c轴取向的大面积纳米杆阵列和较好的结晶质量。

静电纺丝制备纳米纤维和纳米颗粒

利用静电纺丝方法制备聚乙烯砒咯烷酮(PVP)纳米纤维,研究了电纺溶液浓度、电压对PVP超细纤维的影响。证明了在一定范围内,纤维丝的直径随着浓度的增加越来越大,而随着电压的增加越来越小。同时制备了PVP/TiO2纳米纤维。采取高温和激光处理两种方法对复合纳米纤维进行烧结,用扫描电镜对其形貌进行表征。发现高温烧结后,TiO2颗粒发生严重的团聚。激光扫描后得到了分布均匀的TiO2颗粒,只有小部分的团聚。

飞秒激光烧蚀Ag膜的研究

研究飞秒激光烧蚀Ag膜表面,采用扫描电镜(SEM)观测其表面烧蚀形貌,发现烧蚀点大致分为3个区域,烧蚀面积随着脉冲能量的增大而增大,脉冲数的增加而增大,但当脉冲数达到一定值后烧蚀面积变化不大。改变脉冲数在烧蚀点得到了周期为650和150nm的长短周期条纹结构。根据烧蚀区域面积与脉冲能量的关系算出单脉冲与多脉冲的烧蚀阈值,Ag膜的单脉冲烧蚀阈值为0.189J/cm2。通过烧蚀点的累计能量和激光脉冲个数计算出Ag膜的多脉冲累计因子s=0.785。

飞秒激光烧蚀制备纳米结构ITO薄膜

利用飞秒激光烧蚀ITO与ZnO双层薄膜的方法,制备具有大面积表面纳米结构的ITO薄膜。在激光频率1kHz、脉冲宽度130fs、波长775nm、能量20μJ时,在ITO薄膜表面,获得了大面积的周期为176nm左右的周期性平行条纹结构。通过改变激光能量,研究了大面积纳米结构与激光能量之间的关系,发现这种大面积纳米结构是在激光能量小于材料烧蚀阈值的条件下形成的。

H_2气氛退火处理温度对磁控溅射ZnO薄膜光电性能的影响

在室温下,采用直流磁控溅射法,以载玻片作为衬底,淀积出ZnO薄膜。在常压H2气氛中,以不同温度对样品进行退火处理。结果表明,在退火温度为500℃时,样品具有最佳综合光电性能,其在360～960nm波长范围内的平均透光率为76.35%,方块电阻为6.3kΩ/□。

飞秒激光微构造硅表面镀AZO膜的形貌及其光学吸收性能

在SF6气氛中使用飞秒激光对单晶硅表面进行辐照,制造了尖峰状的微结构表面,随后在该表面上通过磁控溅射了一层掺铝氧化锌(AZO)薄膜。考察了样品镀膜前后的表面微结构和光学吸收性能。结果表明,表面尖峰尺寸和间隙会受到激光能量密度的影响,光在这些尖峰中的多次反射是微构造硅在200～1000nm波段具有良好光学吸收性能的主要原因。镀膜后,粗糙表面对入射光的散射和AZO薄膜的增透作用增强了样品在可见光区域(400～800nm)的光学吸收性能,AZO薄膜对红外光的高反射导致样品反射峰的红移。