SiC薄膜的制备和发光特性的研究

目的 制备SiC薄膜并对其发光特性进行研究. 方法 用射频溅射法在玻璃衬底上制备SiC薄膜,退火处理后并利用光致发光谱(PL)对发光性能进行分析. 结果 SiC薄膜样品在紫外区存在360 nm和370 nm两个发光峰,峰的强度都随着腐蚀时间的增长而增加,在t=20 min时达到最大,然后强度减小,而且峰的强度随退火温度升高而增加,在蓝光区存在470 nm发光峰,峰的强度随退火温度升高而增加. 结论 玻璃衬底腐蚀时间为20 min,SiC沉积时间为1 h时样品表现出了比较好的发光特性,在紫外区和蓝光区出现了光致发光,样品的发光强度随退火温度的增加显著增强.     

溅射压强对柔性PET衬底ZnO薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌(ZnO:Ti,TZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射(XRD)研究了薄膜的结构,用扫描电镜(SEM)研究了薄膜的表面形貌,用四探针和紫外-可见分光光度计等仪器对薄膜的特性进行测试分析,研究了溅射压强对ZnO:Ti薄膜表面结构、形貌、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,溅射压强对PET衬底上的TZO薄膜的性能有显著的影响,实验制备的ZnO:Ti薄膜为具有C轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;当溅射压强从2Pa增加到4Pa时,薄膜的电阻率由10.87×10-4Ω.cm快速减小到4.72×10-4Ω.cm,随着溅射压强由4Pa继续增大到6Pa,薄膜的电阻率变化平缓,溅射压强为5Pa时薄膜的电阻率最小,为4.21×10-4Ω.cm;经计算得到6Pa时样品薄膜应力最小,为0.785 839GPa;所有样品都具有高于91%的可见光区平均透过率。     

退火对非晶态碲镉汞薄膜稳定态光电导的影响

利用射频磁控溅射方法,在宝石衬底上制备了非晶态碲镉汞(a-HgCdTe)薄膜。对原生a-HgCdTe薄膜进行了不同退火时间和不同退火温度的热退火,在80～300K温度范围内,分别测量了原生和退火处理后的a-HgCdTe薄膜样品的稳定态光电导,研究了退火时间和退火温度对非晶态HgCdTe薄膜的稳定态光电导和激活能的影响。结果表明,原生和退火a-HgCdTe薄膜的稳定态光电导具有热激活特性;随着退火时间增加或退火温度升高,a-HgCdTe薄膜的晶化程度提高,导致光电导增大,光电导激活能降低。利用非晶-多晶转变机制讨论了实验结果。     

烧结温度和ZrO2掺量对ZnO压敏电阻微观结构与电气性能的影响

为研究烧结温度和ZrO_2掺量对ZnO压敏电阻微观结构和电气性能的影响,本文通过固相烧结法得到不同烧结温度以及不同ZrO_2掺杂下的ZnO电阻。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析(EDS)研究了ZnO电阻的微观形貌,元素分布以及相位结构,并测量了试品的体密度、电位梯度、残压比、非线性系数以及泄漏电流。研究结果表明,ZrO_2以独立的第二相形态独立存在于氧化锌晶粒之间,可以起到限制晶粒生长,提高电位梯度的作用。随着ZrO_2掺杂量的不断增加,晶界层中的Mn,Sb,Co,Cr等元素含量呈现出先增加后减小的趋势,当ZrO_2掺杂量超过1%时,ZnO电阻片电气性能急剧下降。随着烧结温度的不断增加,ZnO电阻片晶粒尺寸增大,电位梯度减小。当烧结温度高于1200℃时,部分ZrO_2由单斜晶相转化为立方晶相,同时氧化锌孔隙率增加,导致非线性系数减小,残压比与泄漏电流增加。当烧结温度为1150℃,ZrO_2掺杂量为1%时,ZnO压敏电阻达到整体最优电气性能:电位梯度E_(1mA)=420 V/mm,非线性系数α=58,残压比C_R=1.87,泄漏电流I_L=3μA。本文的研究结果可以为高性能氧化锌电阻片的研发提供参考。     

磁控溅射法制备纳米氧化锌/木材复合材料及其物理性能变化

目的为了改善木材表面物理性能,探索制备纳米氧化锌/木材复合材料的方法。方法以31年树龄的樟子松木单板作为研究对象,采用磁控溅射法制备纳米氧化锌/木材复合材料,对木材进行功能性改良,利用X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、接触角测量仪和扫描电镜(SEM)对样品结构、弹性模量、硬度、表面润湿性和微观形貌等进行表征。结果纳米氧化锌/木材复合材料XRD谱图显示:在2θ等于17.0°、22.5°、35.0°附近仍具有木材纤维素3个结晶面(101、002和040)的特征峰;在2θ等于31.8°、36.3°附近出现了ZnO(100)、ZnO(101)的特征衍射峰。在基底温度为200℃溅射条件下,木材纤维素结晶度下降23.1%。纳米压痕载荷-压入深度曲线形状变化较大,弹性模量增大了6.6倍,硬度增大了23%;纳米氧化锌/木材复合材料表面水接触角为140.2°;表面的纳米氧化锌粒径较小,分散性较好,在木材单板表面分布平整均匀。结论磁控溅射法制备纳米氧化锌/木材复合材料对木材结晶区没有形成影响,依然存在木材纤维素特征衍射峰,纤维素的结晶结构没有遭到破坏,但衍射峰强度有所降低;在木材单板表面生长氧化锌薄膜增大了木材表面的弹性模量和硬度,使木材表面润湿性能从亲水性变为疏水性,接近氧化锌材料的超疏水性能;木材表面生长的氧化锌薄膜均匀,排列致密,表面平整,无裂痕。可见,利用磁控溅射法在木材单板表面生长氧化锌薄膜,能够制备理想的纳米氧化锌/木材复合材料。      

IWO缓冲层对MOCVD-ZnO:B薄膜性能的影响研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的绒面ZnO透明导电(ZnO-TCO)薄膜应用于Si基薄膜太阳电池上能够形成"陷光结构",以提高薄膜太阳电池效率和稳定性。本文将电子束反应蒸发技术生长的掺W的In2O3(In2O3:W,(IWO)薄膜作为缓冲层,应用于MOCVD-ZnO:B薄膜与玻璃之间,可促进ZnO:B薄膜的生长,并且有效提升薄膜的光散射特性。当IWO缓冲层厚度为20nm时,获得的IWO/ZnO:B薄膜的电阻率为2.07×10-3Ω.cm,迁移率为20.9cm2.V-1.s-1,载流子浓度为1.44×1020 cm-3;同时,薄膜具有的透过率大于85%,且在550nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约9.5%,在800nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约4.5%。     

Zn_(1-x)Mg_xO薄膜的溶胶—凝胶法制备与光学性质分析

以二水合乙酸锌和四水合乙酸镁为主要原料,石英玻璃为基片,采用溶胶—凝胶法结合旋涂工艺制备Zn1-xMgxO薄膜(x=0、0.1、0.2、0.3).用XRD和分光光度计分别测量薄膜的晶体结构和透射光谱,并对所得谱线进行分析.XRD分析表明,所制备的薄膜仍保持氧化锌的六角纤锌矿结构,未发现形成MgO杂相;Zn0.7Mg0.3O薄膜沿(002)晶面具有一定的择优取向,Mg2+离子替代Zn2+离子进入ZnO晶格,使晶格常数发生变化;随Mg2+离子掺杂浓度的增加,系列样品(002)晶面衍射峰半高宽增大,平均晶粒尺寸递减,(002)晶面的晶面间距略微减小.透射光谱分析表明,随掺杂浓度增高,薄膜在可见光区域内的透光率增大,光学带隙依次增大.     

掺铁纳米氧化锌的制备及其光催化性能的研究

用溶胶-凝胶法制备了掺铁纳米ZnO光催化剂,用XRD,FT-IR,UV-Vis和FS等方法对其结构进行了表征,以紫外灯为光源,甲基橙为目标化合物对其光催化活性进行了研究.结果表明:制得的掺铁纳米ZnO为六方晶系结构,平均粒径为34.5 nm;纳米ZnO的最佳掺铁量为0.5%,最佳煅烧温度为350℃,最佳煅烧时间为3 h;在甲基橙溶液初始浓度为20 mg/L,pH值为7,催化剂用量为0.1 g时,紫外光照射4 h降解率达到85%;甲基橙的光催化降解符合动力学一级反应.     

离子束增强沉积掺杂氧化钒薄膜的最佳退火条件

用离子束增强沉积方法制备掺杂Ar和W的VO2多晶薄膜,明显改变了VO2薄膜的相变温度.试验发现,薄膜存在一个形成VO2结构的临界结晶温度,该温度随薄膜制备时沉积条件的不同而改变.选择适当的杂质和退火条件可以将VO2薄膜的相变温度降低到室温附近,获得较高室温电阻-温度系数的薄膜.     

不同薄膜材料上铝诱导多晶硅薄膜的研究

先在玻璃衬底上制备Mo、掺锡氧化铟(ITO)和掺铝氧化锌(AZO)导电电极材料,然后分别以普通玻璃、玻璃/Mo、玻璃/ITO和玻璃/AZO为衬底,沉积a-Si/SiO2/Al叠层膜,于450°C退火2h。XRD测试表明,4种衬底上非晶硅均可以被诱导生成多晶硅薄膜,因此Mo、ITO和AZO均可以作为铝诱导多晶硅器件的电极材料。     

Transparent, conductive carbon nanotube films

We describe a simple process for the fabrication of ultrathin, transparent, optically homogeneous, electrically conducting films of pure single-walled carbon nanotubes and the transfer of those films to various substrates. For equivalent sheet resistance, the films exhibit optical transmittance comparable to that of commercial indium tin oxide in the visible spectrum, but far superior transmittance in the technologically relevant 2- to 5-micrometer infrared spectral band. These characteristics indicate broad applicability of the films for electrical coupling in photonic devices. In an example application, the films are used to construct an electric field-activated optical modulator, which constitutes an optical analog to the nanotube-based field effect transistor.     

烘烤过程中烟叶淀粉透光率和颗粒结构的变化*

 采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱,研究了淀粉透光率、淀粉含量和结构在烘烤中的变化特征。结果表明：烟草淀粉透光率在烘烤过程中的不同时段（12,24,36,60,72,95,125h）整体上是随着测试温度的升高而上升,在70℃以后显著升高,直到95℃透光率值接近100%;不同测试温度的淀粉透光率与淀粉含量之间均呈现负相关,在干筋阶段（95-125h）,各测试温度淀粉透光率均显著升高至最大值;烟草淀粉颗粒的结构与烟草的透光率等淀粉理化性质有一定的密切关系。烟叶淀粉透光率变化规律和颗粒结构变化的研究结果,可为烟叶在烘烤工艺上的优化提供参考。     

TiO2和ZnO光催化降解敌百虫的影响因素研究

采用溶胶-凝胶法和水热法制备了TiO₂和ZnO,并运用紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和红外光谱对光催化剂进行表征.用制备所得的TiO₂和ZnO作为光催化剂,降解敌百虫有机磷农药,使用气质联用仪对降解结果进行分析,探究农药初始浓度、农药初始pH值、光催化剂投加量、光照时间及不同光源对敌百虫降解率的影响.光催化降解反应表明,敌百虫的降解率随着初始浓度的增加明显降低,随着光照时间的延长先增加后趋于平缓,碱性条件和汞灯照射有利于敌百虫的光催化降解.TiO₂和ZnO的最佳投加量均为100~150 mg·L^-1,以ZnO为光催化剂,投加量在0~100 mg·L^-1时降解率的增幅明显高于投加量在100~200 mg·L^-1时,且实验结果表明,5个影响因素条件下,TiO₂的光催化降解活性均低于ZnO.     

高折射率环硫树脂镜片材料的制备与性能研究

以双酚A型环氧树脂(Epoxy resin,EP)和硫脲(Thiourea)为原料,制备出环硫树脂(Episulfide resin),再与双酚A型环氧树脂按一定比例混合制备出一系列环硫和环氧混合树脂(Episulfide&epoxy mixture resin),用于镜片树脂材料;同时利用红外光谱仪(IR)分析了环硫树脂的结构,用万能试验机测定了混合树脂的弯曲性能,用折射率仪和紫外可见分光光度计分别测定了混合树脂的折射率和透光性.结果表明,当m(环硫树脂)∶m(环氧树脂)1∶5时力学性能又有所改善,随着     

不同烘烤阶段3种香料植物挥发性成分分析

通过电热式烘箱模拟烤烟三段式烘烤工艺,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法分析在烘烤过程不同阶段墨红玫瑰、香茅草和香叶天竺葵风干样挥发性成分。结果表明,在烘烤过程不同阶段3种香料植物挥发性成分种类和含量均发生明显变化,墨红玫瑰和香茅草风干样在烘烤前挥发性成分里相对含量最多的为丁香酚,其次为醛类和醇类物质。随着烘烤温度的升高和烘烤时间的增加,墨红玫瑰挥发性成分以酚类、醇类、烯类和醛类物质为主,香茅草挥发性成分以醛类和烯类物质为主;墨红玫瑰挥发性成分种类在缓慢增加,挥发性成分含量先减少后增加;香茅草挥发性成分种类先减少后增加,挥发性成分含量除在60℃时高于烘烤前的风干样外,其他温度下均低于烘烤前的风干样;香叶天竺葵风干样在烘烤前至60℃间的挥发性成分以酯类、醇类、酮类和烯类物质为主,在68℃时的挥发性成分以醛类物质为主。     

采用碳酸钾活化法制备油茶壳活性炭

以油茶壳为原料,采用碳酸钾活化法制备活性炭.探讨了活化温度、浸渍比和保温时间对活性炭吸附性能的影响.结果表明,随着活化温度的提高和保温时间的延长,活性炭的得率不断下降,吸附性能呈先升后降的趋势.N2吸附-脱附等温线分析结果表明,活性炭具有发达的微孔结构,活化温度升高有利于中孔结构的发达.在较佳的实验条件下,活性炭的比表面积为1033.2 m2·g-1,总孔容积、微孔容积和中孔容积分别为0.662、0.500、0.162 cm3·g-1.     

基于氮素效应的烤烟叶型垂直分布特征分析

为明确不同施氮水平对烤烟叶型特征的影响,以云烟87、豫烟12和秦烟96为供试材料,设3个施氮水平,分别为N1(30 kg/hm2)、N2(60 kg/hm2)、N3(90 kg/hm2),测定了烤烟叶片长度和宽度、茎叶角度、叶面积指数、群体透光率等指标,并对其在烤烟冠层垂直分布特征的差异进行了分析。结果表明：①随着生育期推进,烤烟群体叶面积指数向中上层转移,分层叶面积指数随冠层高度增加呈先增大后减小的趋势,施氮水平对分层叶面积指数的调控因冠层高度和基因型而异。②茎叶夹角随冠层高度增加而增大,施氮会使茎叶夹角增大,但不同冠层高度和基因型的增幅有所不同;茎叶垂角在N1和N2水平下随冠层高度增加而减小,而在N3水平下随冠层高度增加表现为先下降而后升高的趋势;叶片弯曲度与茎叶垂角的变化趋势相同。③烤烟群体透光率随冠层高度增加而增大,随施氮水平的增加而减小,透光率随冠层高度变化符合二次多项式曲线,方程参数在施氮水平间差异显著,在基因型间不显著。④3个烤烟品种的透光率随累积叶面积指数增加而呈指数递减,不同累积叶面积指数下豫烟12的透光率最低,在累积叶面积指数小于1.2时秦烟96的透光率比云烟87小,而大于1.2时则相反。总之,N2(60 kg/hm2)水平下烤烟叶型的垂直分布特征较好,有利于烟叶的生长发育及品质的形成。     

S掺杂纤锌矿ZnO晶体结构及电子性质的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的CASTEP模拟软件研究了本征纤锌矿ZnO、ZnS以及S掺杂ZnO所形成的纤锌矿ZnO1-xSx化合物的晶体结构及电子性质,计算结果显示纤锌矿ZnO1-xSx化合物的晶格常数随S的掺杂量的增加呈线性增加关系;S 3p态电子决定价带顶的位置,且基本上不因S含量的改变而发生移动;Zn 4s态电子决定导带底的位置,并随S掺入量的增加先向低能端移动而后向高能端移动。研究发现在ZnO1-xSx化合物中Zn和S主要靠共价键结合,而Zn和O主要靠离子键结合,随S掺入量的增加Zn-O离子键不断减少,而Zn-S共价键不断增加是造成ZnO1-xSx化合物带隙先减小而后增加的根本原因。