丙酮蒸汽诱导双酚-A聚碳酸酯薄膜的结晶行为

通过旋涂法在Si片上制备双酚-A聚碳酸酯(bisphenol-A polycarbonate,BAPC)薄膜,置入40℃、40kPa的丙酮蒸汽中,进行不同时间的处理.利用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究了丙酮蒸汽诱导BAPC薄膜结晶行为.XRD图谱显示,经丙酮蒸汽处理40min的BAPC薄膜样品位于27.3°处出现了明显的结晶衍射峰,衍射峰在3h之后消失并在57h后再次出现.结晶薄膜样品中的晶粒尺寸随着丙酮蒸汽处理时间的增长而增大.AFM形貌图显示开始是球晶形貌,随丙酮蒸汽处理时间的增长球晶形貌消失而纤维晶形貌出现.研究结果表明:BAPC薄膜在丙酮蒸汽诱导下,结晶速率得到显著的提高并有重结晶现象;薄膜发生重结晶时形貌也有明显的变化.     

聚碳酸酯薄膜的结晶行为

采用旋涂法在硅片上镀聚碳酸酯薄膜.将聚碳酸酯薄膜在200℃下进行不同时长的退火处理后,利用正电子湮没多普勒展宽测量技术与原子力显微镜研究不同退火时间对聚碳酸酯薄膜结晶现象的影响.研究结果表明,慢正电子束多普勒展宽测量技术对于聚碳酸酯薄膜早期结晶行为非常敏感.随着退火时间增长,聚碳酸酯薄膜的结晶度增加,高分子结晶过程之中伴随着原子尺度的自由体积大小和浓度而变化,结晶程度与退火时间有着非常紧密的关系.     

压强和温度对聚苯乙烯自由体积的影响

在30～130℃温度范围内测量了聚苯乙烯(PS)样品中的正电子素湮没寿命,据此计算了样品中自由体积的大小和自由体积分数,发现在不同的温度范围,它们随温度变化的斜率不同,由此确定了PS的玻璃化转变温度为80℃.同时,还研究了不同压强对PS的自由体积的大小、浓度及分布的影响.实验结果发现,压强从6MPa增大到20MPa时自由体积分布变窄.同时,当压强超过100MPa,o-Ps寿命分布由单峰变成双峰.这说明高的外力场作用下,样品中分子链构型发生变化,导致分子链堆积密度增加及局部有序区域的形成.     

不同衬底上纳米晶CdTe薄膜的低温制备及光性能研究

在液氮温度下采用射频(R.F)磁控溅射在普通玻璃(glass)、单晶硅(Si)和陶瓷(Al2O3)衬底上制备出了纳米晶CdTe薄膜.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对薄膜的晶体结构与外貌形态进行了表征.XRD测试表明在glass和Si衬底上的CdTe薄膜比在Al2O3衬底有较好的结晶性.且在(111)晶面有较高的择优取向.在glass和Si衬底上的CdTe薄膜晶粒尺度约为25nm,而在Al2O3衬底上得到的薄膜晶粒尺度约为15nm左右.FESEM测试显示薄膜在glass和Si衬底上的结晶形态比Al2O3衬底较平整,致密.同时对玻璃衬底上不同沉积时间得到的纳米薄膜进行了光学性能研究.     

溅射气压对DC磁控溅射制备AIN薄膜的影响

采用DC反应磁控溅射法,在Si(111)和玻璃基底上成功的制备了AIN薄膜.研究溅射过程中溅射气压对薄膜性能的影响.结果表明:薄膜中原子比N/Al接近于1;当溅射气压低于0.6 Pa时,薄膜为非晶态;当溅射气压不低于0.6Pa时,薄膜的XRD图中均出现了6方相的AIN(100)、(110)和弱的(002)衍射峰,说明所制备的AIN薄膜为多晶态;气压为0.6 Pa时对应衍射峰的半高峰宽较小,薄膜的结晶性较好,随着溅射气压的继续增大,薄膜结晶性变差;在不同的溅射气压(0.6-1.0 Pa)下,MN薄膜在250-1000 nm波长范围内的透过率均在82%以上,且随溅射气压的增大略有升高.     

尼龙6/粘土纳米复合材料低温下微结构的正电子湮没研究

在10～290 K范围内测量了不同纳米粘土含量的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料中的正电子湮没寿命谱.实验结果发现,在所有样品中,正电子素（otho-positron, o-Ps）的湮没寿命均随温度的升高而增加.在不同的温区段,o-Ps湮没寿命随温度变化的斜率不同,据此确定了尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的两个次级松弛转变温度Tβ和Tγ,这是其他实验方法难以测量的.此外还发现,这种次级松弛转变温度随纳米蒙脱土含量的增加而增加.这表明,无机纳米相和聚合物基体间存在较强的界面相互作用,致使聚合物链段的运动受阻.正电子湮没寿命的连续谱分析还表明,纳米粘土的含量和温度对自由体积分布有重要影响.一个十分有趣的现象被发现--270 K时,在纳米复合材料中o-Ps湮没寿命的分布均裂变为双峰,而在纯尼龙6样品中没有观察到这种峰的裂变.这表明,纳米粘土的加入改变了纳米复合材料中有序区域内链段的堆积密度.     

磁控溅射技术制备ZnO透光薄膜

采用RF磁控溅射方法,在玻璃衬底上制备了择优取向的ZnO薄膜;通过台阶仪、X射线衍射技术、原子力显微镜和分光光度计分别测量了不同溅射功率条件下淀积的ZnO薄膜厚度(淀积速率)、结晶质量、表面形貌与粗糙度、透光光谱,报道了该薄膜结晶质量、薄膜粗糙度与其在可见光区透光率的关系.     

PFCVAD系统靶负压对硅基ZnO薄膜结构及应变的影响

采用磁过滤阴极脉冲真空弧沉积(pulsed filtered cathodic vacuum arc deposition,PFCVAD)系统,以Si(100)单晶片为衬底,在衬底温度300 ℃、氧气压力4.0×10-2 Pa的条件下制备出了c轴择优取向的ZnO薄膜.通过原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)技术对ZnO薄膜的表征,研究了靶负压对ZnO薄膜结构和应变的影响.研究结果表明,不同靶负压条件下ZnO薄膜的晶粒大小分布在16.7～39.0 nm之间,靶负压对薄膜表面结构影响较小;不同靶负压条件下ZnO薄膜都呈张应力,且张应力随靶负压的增大而增大.     

缓冲层厚度对Ti/Si模板上生长ZnO薄膜的影响

采用常压MOCVD法,以二乙基锌和去离子水为源,在不同厚度的ZnO缓冲层上生长了一组ZnO薄膜.分别采用X射线衍射(XRD)、干涉显微镜和光致发光谱(PL)对样品的结晶性能、表面形貌和发光性能进行分析,结果表明,随着缓冲层的引入,ZnO外延膜的质量得到很大提高,缓冲层的厚度对外延ZnO薄膜的质量有很大的影响,当缓冲层厚度为60 nm时,ZnO薄膜的结晶性能最好,表现出高度的择优取向,(002)面的ω摇摆曲线半峰全宽仅为1.72°,其表面平整,表现出二维生长的趋势,室温光致发光谱中只有与自由激子复合有关的近紫外发光峰,几乎观察不到与缺陷有关的深能级发光.     

电极对PZT铁电薄膜的铁电和光学性能的影响

采用射频磁控溅射(RF Magnetron Sputtering)工艺在Si片上分别制备Pt/Ti和LaNiO3 (LNO)底电极,然后在不同的底电极上沉积PbZr0.52Ti0.48O3(PZT)铁电薄膜,在大气环境中对沉积的PZT薄膜进行快速热退火处理(RTA).用X射线衍射(XRD)分析PZT薄膜的相结构和结晶取向,原子力显微镜(AFM)分析薄膜的表面形貌和微结构.再沉积LNO作为顶电极制成"三明治"结构的LNO/PZT/Pt和LNO/PZT/LNO样品,用 RT66A标准铁电测试系统分析样品的电学特性,傅立叶红外光谱仪分别测得样品的反射谱和透射谱.分析了不同电极对PZT铁电薄膜的铁电和光学性能的影响.     

Dy离子注入CdTe薄膜的结构和喇曼光谱分析

利用X射线衍射(XRD)和喇曼(R am an)光谱对在陶瓷基底上近距离升华(CSS)制备的纯CdT e薄膜以及稀土镝(D y)离子5×1014cm-2高剂量注入的CdT e薄膜进行结构和喇曼特性分析,并讨论了离子注入后的退火效应.研究结果表明,退火处理基本消除了离子注入引起的的损伤,稀土D y离子的掺入改善了CdT e薄膜的结晶性能,增强了CdT e薄膜的喇曼活性.同时喇曼光谱的结果给出了CdT e薄膜中T e沉积物的存在情形.     

环氧树脂/累托土纳米复合材料结构转变特性的正电子谱学研究

采用正电子湮没寿命谱(PALS)技术,通过探测聚酰胺固化环氧树脂(epoxy)及环氧树脂/累托土(epoxy/rectorite)纳米复合材料分别在30～473 K及30～493 K温度区间内自由体积特性的变化,得到了epoxy和epoxy/rectorite两种材料中3个结构转变点温度为:次级转变点温度Tγ分别为160,120 K;玻璃化转变点温度Tg分别为270,260 K和橡胶态到粘流态的转变点温度Tf＝380 K(两种材料相同).比较两种材料的结构转变点,发现纳米复合材料Tf,Tg和Tγ分别比环氧树脂低0,10 K和40 K.说明累托土的加入影响了复合材料低温下的自由体积特性.在温度高于熔融温度Tm时,发现两种样品中自由体积浓度有较快的下降,归因为材料中分子链段运动非常剧烈,较小的孔洞消失.     

合成双酚A型聚碳酸酯新工艺中苯酚的回收与测定

研究了合成双酚A型聚碳酸酯(BAPC)的氮气吹扫新工艺中关键步骤——苯酚回收的问题,建立了简单易行的苯酚水溶液浓度测定的紫外分光光度法,研究了工艺条件对苯酚回收率的影响以及与黏均分子量的关系.结果表明:苯酚水溶液的浓度与吸光度呈线性关系,可用紫外分光光度法准确测定;双酚A型聚碳酸酯预聚体的初熔温度在182℃以上,最高可达224℃;随着苯酚回收率的增多,黏均分子量增大,苯酚的回收率可达85.6%.     

热丝化学气相沉积法低温制备立方碳化硅薄膜

采用热丝化学气相沉积法在Si(100)衬底上,于较低的衬底温度(400℃)下,制备出良好结晶。经对样品进行的X射线衍射(XRD),以及傅立叶变换红外光谱(FTIR)检测,证实该沉积薄膜为立方碳化硅。原子力显微镜(AFM)测试结果表明,所获样品晶粒大小为纳米尺度。     

ZnO柱撑有机皂石对聚乳酸结晶性能的影响

采用微波水解法制备ZnO柱撑皂石,通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有机改性制备ZnO柱撑有机皂石,并以其为助剂通过熔融插层法制备了聚乳酸(PLA)/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料.X射线衍射(XRD)及红外光谱分析(FT-IR)表明皂石层状结构被剥离形成了纳米级皂石层片且有机改性效果良好.采用Avrami法对PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料的非等温结晶动力学进行了分析,结果表明:ZnO柱撑有机皂石缩短了PLA的半结晶周期(t1/2),提高了PLA的结晶速率,PLA晶体以二维或三维的方式增长.     

PET 低温自由体积特性的正电子谱学研究

应用正电子湮没技术 ,测量了 PET(聚对苯二甲酸乙二脂 )在不同温度下的正电子湮没寿命谱 .使用正电子寿命谱的离散分析法 (PATFIT) ,根据正电子湮没参数随温度的变化 ,两个次级转变点 Tβ和 Tγ被确定 .利用最新发展的连续谱的分析程序 (MEL T) ,得到几种不同温度下的自由体积的分布 ,发现低温下自由体积大小 ,数量及分布并非常量 ,同时发现在极低温 (30 K)下 ,自由体积的分布很宽 .     

后退火温度对溅射沉积Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜结构和性能的影响

在具有Ti缓冲层的Pt(111)底电极上,用射频溅射工艺在较低的衬底温度(370℃)和纯Ar气氛中沉积Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜,沉积过程中基片架作15°摇摆以提高膜厚的均匀性.然后将样品在大气中进行5min快速热退火处理,退火温度550-680℃.用XRD、SEM分析薄膜的微结构,RT66A标准铁电测试系统测量样品的铁电和介电性能.结果表明,所沉积的Pt为(111)取向,仅当后退火温度高于580℃,沉积在Pt(111)上的PZT薄膜才能形成钙钛矿结构的铁电相,退火温度在580-600℃时结晶为(110)择优取向,退火温度高于600℃时结晶为(111)择优取向.PZT薄膜的极化强度随退火温度的升高而增加,但退火温度超过650℃时漏电流急剧上升,因此退火处理的温度对PZT薄膜的结构和性能有决定性的影响.     

自掺杂Te生长CdTe薄膜的结构及其光学性质研究

使用近距离升华(CSS)方法在玻璃衬底上制备了CdTe自掺杂Te薄膜.通过XRD,SEM,EDS,紫外可见分光光度计,以及光致发光(PL)谱分析讨论了掺Te薄膜的结构变化,其表面形貌以及掺杂浓度对CdTe薄膜光学性质的影响.结果表明:适量掺Te改善了CdTe薄膜的结晶质量,CdTe薄膜的晶格常数变大,禁带宽度Eg有略微减小,晶体中施主能级深度无变化——掺Te对CdTe薄膜的光学性质影响不大.     

近距离升华制备大晶粒CdTe掺Sb薄膜的结构性能研究

采用近距离升华(Co lse-Spaced-Sub lim ation,CSS)技术制备纯CdT e薄膜.然后通过离子注入的方法对纯CdT e薄膜进行Sb(锑)掺杂及热处理,并利用XRD、SEM、紫外可见分光光度计及H a ll测试系统研究其结构,表面形貌和光电性能.结果表明,通过离子注入的方法在纯CdT e薄膜上掺杂Sb离子可以改善CdT e薄膜的结晶性能、并且明显提高了其电导特性,掺杂对CdT e薄膜的光能隙影响不大.     

Zn1-xCoxO晶体薄膜结构和铁磁特性

利用电子束反应蒸发法(REBE)在Si和石英玻璃衬底上生长Zn1-xCoxO晶体薄膜,衬底温度分别为250、350和500 ℃.对晶体的微结构特性进行研究,X-射线衍射(XRD)结果表明Zn1-xCoxO晶体薄膜在250 ℃有高度的c-轴取向;而且随着温度升高,出现更明显的多晶峰且峰值强度越来越强.紫外-可见光(UV-VIS) 测量结果说明Co离子虽然部分替代Zn离子进入ZnO晶格里面,但并没有改变ZnO的纤锌矿结构.利用物理特性测量系统(PPMS)测得Zn1-xCoxO晶体薄膜M-H和M-T特性曲线来研究Zn1-xCoxO晶体薄膜的铁磁特性,结果显示Zn1-xCoxO薄膜是铁磁性的,而且居里温度在室温以上,这种特性使得Zn1-xCoxO有可能在自旋器件中得到广泛应用.