锰的硅化物薄膜在Si(111)-7×7表面的固相反应生长

利用超高真空扫描隧道显微镜(STM)对沉积在Si(111)-7×7重构表面上的锰薄膜在300-650℃之间的固相反应进行了研究.锰原子最初在Si(111)衬底上形成锰的纳米团簇的有序阵列,经过300℃退火后,锰纳米团簇的尺寸增大并且纳米团簇阵列由有序变为无序;当退火温度达到400℃左右时,锰纳米团簇与硅衬底发生反应生成富锰的三维岛状物和由MnSi构成的平板状岛;500℃退火后生成物全部转变为MnSi平板状岛;650℃退火后生成物则由MnSi平板状岛全部转变为富硅的不规则的大三维岛,同时被破坏的衬底表面重新结晶形成7×7结构.     

溶胶凝胶法制备超疏水二氧化硅涂膜及其表面润湿行为

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体制备超疏水SiO2涂层。红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)表征合成SiO2的化学组成,通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(TEM)观察制备SiO2的结构形貌,扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察SiO2涂膜的表面形貌,通过测试水接触角(WCA)讨论SiO2涂层的表面微观结构与其表面疏水性能的关系。结果表明以TEOS和MTES为共前驱体可以制备得到表面带-CH3基团的SiO2溶胶,SiO2溶胶在老化过程中纳米SiO2粒子由于自组装作用形成草莓状微米-纳米双微观结构,这种结构赋予SiO2涂膜表面不同等级的粗糙度,使得水滴与涂膜表面接触时能够形成高的空气捕捉率和较小的粗糙度因子,与SiO2表面疏水性的-CH3基团共同作用形成类荷叶超疏水结构。     

氧化铁薄膜的水热合成及其光电转换性能

通过水热方法在掺杂氟的SnO2(FTO)导电玻璃上制备了不同形貌的氧化铁薄膜。利用无机铁盐浸渍法在FTO玻璃上进行氧化铁晶种的预处理使得所制备的氧化铁薄膜更致密且均一。研究了表面活性剂对氧化铁晶体形貌的影响。使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和三嵌段聚合物P123做为形貌导向剂分别得到棒状和四方体形貌的氧化铁薄膜。氧化铁薄膜可调的形貌可能是由于表面活性剂和铁氧团簇的组装或者某些晶面吸附了阴离子而改变了生长速率引起的。同时,研究了其光电性能,具有四面体形貌的氧化铁薄膜可以产生较大的光电流,这是由于其缩短了光生空穴的扩散距离。     

一种多季胺阳离子诱导Bi2WO6片状团簇微球的合成及光致发光特性

以一种实验室自合成的双子季铵盐为表面活性剂,采用水热法,通过调节pH值,制备出由Bi2WO6纳米片自组装而成的不同片状团簇微球。研究了不同Bi2WO6片状团簇微球的物相结构、成分、晶体形貌和光致发光特性,探讨了其可能的生长机理。结果表明,在这种多季胺阳离子作用下,pH值对Bi2WO6片状团簇微球的物相、形貌和光致发光性能有明显的影响,随着pH值的增大,Bi2WO6片状团簇微球在(131)晶面处呈现明显的择优取向生长,在pH=5时,Bi2WO6微球可达到最大的发光强度。     

二氧化硅溶胶的形成与硅胶膜性能

采取溶胶-凝胶成膜技术,以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,分别以水为溶剂NH3催化、乙醇为溶剂HCl催化和冰醋酸为溶剂各自制备出粒状结构、簇状结构和网状结构的二氧化硅溶胶,丙三醇作为添加剂与TEOS水解中间体以氢键结合控制二氧化硅溶胶形态,聚乙烯醇(PVA)与二氧化硅溶胶形成有机/无机互穿网络结构,易于成膜。热处理能使二氧化硅凝胶薄膜中的添加剂逸出并形成疏松结构,塑性形变使硅胶薄膜形成多孔、疏松、致密结构二氧化硅薄膜。实验表明,催化剂和溶剂效应直接影响着二氧化硅溶胶微观结构,从而影响着所形成的硅胶薄膜的微结构。多孔硅胶膜的平衡吸湿量是致密硅胶薄膜的3倍;而疏松结构的硅胶薄膜的吸湿量高于多孔硅胶薄膜的吸湿量,且其吸附速率明显大于多孔硅胶薄膜的吸附速率。     

激光刻蚀模板中电沉积特殊结构CIGS薄膜

本文利用激光刻蚀模板,在水溶液中电沉积制备金属铜薄膜,讨论了温度、电流、硫酸铜浓度对薄膜形貌的影响. 采用SEM对制备的铜薄膜进行表征,结果表明在沉积温度为30 ℃,沉积电流为4 A·dm^-2(表观工作电流密度),硫酸铜浓度在20 ~ 50 g·L^-1的水溶液中电沉积可以得到中空馒头状和开口碗状结构的铜薄膜. 利用激光刻蚀模板,在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([BMI][TfO]) - 30 Vol%丙醇混合电解质中电沉积CIGS薄膜,研究了沉积电势、沉积时间对薄膜形貌的影响. SEM观察发现,在沉积电势为-1.8 V,沉积时间为1.5 h条件下电沉积可以得到近似柱状的簇状花束样的CIGS薄膜, 电沉积铜后再进一步电沉积CIGS,得到了均匀有序的鼓包柱状结构的Cu/CIGS复合薄膜. 用恒电势方波法对制备的薄膜真实表面积进行测试,计算结果表明,与无模板电沉积制备的CIGS薄膜相比,激光刻蚀模板法制备的Cu/CIGS复合薄膜的表面积提高了约8倍.     

BPA对低温制备锐钛矿型TiO2薄膜表面形貌的控制

采用4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)作为TiO2薄膜表面形貌控制的模板剂. 将BPA的乙醇溶液与具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶均匀混合制得涂膜液, 采用浸渍提拉法制备薄膜; 用无水乙醇将薄膜中的BPA选择性溶解去除, 实现了低温下锐钛矿型TiO2薄膜的制备及其表面形貌的调控. 采用SEM考察了TiO2溶胶用量、BPA用量、以及无水乙醇用量等因素对TiO2薄膜表面形貌的影响, 并对其控制机理进行了探讨. 结果表明, 涂膜液的组成会影响到湿膜烘干过程中粒子的迁移和聚集, 从而改变TiO2与BPA 在薄膜表面的分布状态, 最终对TiO2薄膜的表面形貌产生影响. 随BPA浓度的降低,其影响逐渐由薄膜内部转向薄膜的表面区域. 而低TiO2胶粒浓度和高乙醇含量则有利于TiO2薄膜产生粗糙的形貌或多孔性的结构.     

络合剂对制备TiO2薄膜的影响以及超亲水特征

采用溶胶-凝胶技术,以钛酸丁酯(Ti(OC4H9)4)为前驱体,加入乙酰丙酮(acac)和二乙醇胺(DEA)作为络合剂,在玻璃基片上制备了TiO2多孔薄膜。 通过SEM观察了多孔薄膜的表面形貌,探讨了样品在溶胶-凝胶及烧结过程中孔状结构的形成过程,并测量了薄膜的表面润湿性。 实验结果表明,单独以acac或DEA作为络合剂制备的涂膜十分致密和平坦,水接触角分别为20°和23°。 但以二者复合使用,由于低缩聚物迅速形成使溶液体系产生二相分离,随着二乙醇胺加入量的增加,两相完全分离所需的时间逐渐减少,在煅烧过程中溶剂挥发时,气体放出就出现了孔状结构,从而使表面具有更大的平均粗糙度。 多孔TiO2的涂膜在避光的条件下水接触角达6.5°。     

热处理对WO3纳米薄膜结构及其气致变色性能的影响

以钨粉和过氧化氢溶液为原料, 采用溶胶凝胶法制备了WO3溶胶, 并结合提拉镀膜法, 分别在普通玻璃载玻片和抛光硅片上制备了掺钯气致变色WO3纳米结构薄膜; 并分别在50, 150, 250, 350和450 ℃的空气氛围中对薄膜进行了热处理. 采用IR、双椭圆偏振光谱仪、AFM和XRD分析了薄膜的性质和微观结构, 观察了薄膜的表面形貌, 根据所得数据讨论了不同热处理温度对薄膜的结构和气致变色性能的影响.     

碳热还原制备不同形貌的碳化硅纳米线

以酚醛树脂为碳源，正硅酸乙酯为硅源，硝酸镧和表面活性剂为调控剂，通过溶胶-凝胶和碳热还原反应制备了不同形貌的碳化硅纳米线。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线散射能谱对所制备的碳化硅纳米线进行表征。结果表明，通过此方法所制备的碳化硅纳米线均为立方结构的β-SiC，分别具有直线状、竹节状和链珠状、分枝状等不同形貌。金属催化剂和表面活性剂对碳化硅纳米线的结构和形貌变化有重要影响。