ITO和ZnO基底对电化学沉积氧化亚铜薄膜的形貌、结构的影响及作用机制

采用电化学恒电位沉积方法在ITO导电玻璃上和在ZnO薄膜上沉积氧化亚铜(Cu₂O),并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对晶体的微观结构和表面形貌进行了分析.在ZnO基底上沉积得到了纳米级的Cu₂O粒子并且具有明显择优取向,而在ITO导电玻璃上仅得到粒径为2—5μm的Cu₂O粒子,没有明显的择优取向.对薄膜的生长机理进行了讨论.     

苝染料杂化氧化锌薄膜的电沉积制备与表征

用含氯化锌(ZnCl2)和染料的二甲基亚砜溶液做电解液,可在ITO(氧化铟锡)导电玻璃上电化学沉积有机 无机杂化薄膜.薄膜的粒径尺寸约为300nm,杂化染料后的氧化锌(ZnO)薄膜的紫外可见吸收光谱相比纯ZnO薄膜明显宽泛而且偏向可见光部分.实验证明了染料敏化法提高ZnO薄膜光吸收能力的可行性.     

溶胶-凝胶法在聚酰亚胺衬底上制备c轴取向ZnO薄膜

通过溶胶-凝胶工艺, 采用两步加热法在聚酰亚胺表面制备了具有c轴取向的ZnO薄膜. 通过差式扫描量热-热重分析(DSC-TGA)得出最佳的前热处理温度和后热处理温度分别为300和390 ℃. 通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的晶体取向和表面形貌进行了分析, 描述了ZnO薄膜在聚酰亚胺上的生长过程. 拉伸实验结果表明, ZnO薄膜与聚酰亚胺衬底有较强的附着力.     

ITO在NaOH溶液中阳极与阴极极化过程的电化学行为

通过循环伏安法等方法研究了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜的电化学行为. 获得了ITO薄膜在NaOH溶液中阴极和阳极极化处理前后的循环伏安曲线. 采用透射光谱, 方块电阻测试, 扫描电子显微镜(SEM), 能量色散X射线荧光光谱(EDS)与X射线衍射(XRD)表征ITO薄膜经电化学处理后的反应产物. 结果表明, ITO薄膜在阳极处理后(约为+1.5 V(vs SCE))保持了稳定的成分和结构. 但经阴极处理后(约为-1.5 V(vs SCE))发生了严重的电化学腐蚀, 可见光透射率大幅下降, 方块电阻增加一个数量级. 经SEM、EDS和XRD表征分析, 证明阴极处理过程使ITO薄膜中的In3+还原成了In单质.     

液相沉积法制备ZnO/CdS复合纳米棒阵列薄膜及其光电性质

采用两步化学溶液沉积法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO/CdS复合纳米棒阵列薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收分光光度计、荧光(PL)光谱仪及表面光电压谱(SPS)研究了不同CdS沉积时间对复合薄膜的晶体结构、形貌、光电性质的影响.研究结果表明:ZnO纳米棒阵列表面包覆CdS纳米颗粒后,其吸收光谱可拓展到可见光区;与吸收光谱相对应在可见光区出现新的光电压谱响应区,这一现象证实,通过与CdS复合可显著提高ZnO纳米棒阵列在可见光区的光电转换性能;随着CdS纳米颗粒沉积时间的延长,复合纳米棒阵列薄膜在大于383nm波长区域的光电压强度逐渐减弱,而在小于383nm波长区域的光电压强度逐渐增强.用两种不同的电荷产生和分离机制对这一截然相反的光响应过程进行了详细的讨论和解释.     

纳米结构ZnO在TiO_2薄膜上的电化学沉积及其表征

在三电极体系中,以硝酸锌水溶液作为电解液,采用阴极还原电沉积法成功实现了一维纳米结构ZnO阵列在TiO2纳米粒子/ITO导电玻璃薄膜基底上的沉积,并通过XRD、SEM、EDS和PL光谱等方法对样品进行了表征.重点研究了薄膜基底、电解液浓度、沉积时间、六次亚甲基四胺(HMT)的引入对ZnO沉积及其发光性质的影响.结果显示:与ITO玻璃基底相比,ZnO更易于在TiO2纳米粒子薄膜上实现电化学沉积.ZnO属于六方晶系的铅锌矿结构,并且沿着c-轴方向表现出明显的择优化生长,以形成垂直于基底的ZnO纳米棒阵列.延长沉积时间、增加电解液浓度和引入一定量的HMT等均对ZnO的生长有促进作用,进而使其纳米棒的结晶度和取向程度提高,进而解释了所得的薄膜分别约在375和520nm处表现出ZnO的强而窄的带边紫外光发射峰和弱而宽的表面态绿光发射带.     

P3HT修饰一维有序壳核式CdS/ZnO纳米棒阵列复合膜的光电化学性能

采用电化学方法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米棒阵列, 在ZnO纳米棒阵列上先后电化学沉积CdS纳米晶膜及聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜得到P3HT修饰的一维有序壳核式CdS/ZnO纳米阵列结构, 并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射X射线(EDX)等表征手段证实了该结构的形成. 以此纳米结构薄膜为光阳极组装新型半导体敏化太阳电池, 研究了CdS纳米晶膜的厚度和P3HT薄膜的沉积对电池光伏性能的影响, 初步探讨了电荷在电池结构中的传输机理, 结果表明, CdS纳米晶膜和P3HT薄膜的沉积有效地拓宽了光阳极的光吸收范围, 实验中电池的光电转换效率最高达到1.08%.     

Sb2S3纳米粒子修饰ZnO纳米片微纳分级结构的光电化学性能

采用恒电位方法,选择氯化钾和乙二胺(EDA)为添加剂,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米片阵列,通过二次电沉积得到了ZnO纳米片上生长纳米棒的微纳分级结构.利用化学浴沉积法在ZnO基底上沉积Sb₂S₃纳米粒子制备出了Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构和Sb₂S₃/ZnO微纳分级壳核结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、瞬态光电流等对其形貌、结构组成和光电化学性能进行了表征和分析.结果表明, Sb₂S₃/ZnO纳米片上生长纳米棒分级壳核结构的光电流明显高于Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构.在Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构和Sb₂S₃/ZnO微纳分级壳核结构的基础上旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT/Sb₂S₃/ZnO复合结构,以上述复合结构薄膜为光活性层组装成杂化太阳电池,其中, P3HT/Sb₂S₃/ZnO分级壳核结构杂化太阳电池的能量转换效率最高,达到了0.81%.     

氧化锌薄膜的电化学沉积和表征

以透明导电玻璃(TCO)为衬底，用硝酸锌水溶液作为电解液，研究了阴极还原沉积ZnO薄膜的反应机理和电化学行为. 通过改变工艺条件来控制ZnO的生长速率， 得到了粒径为10～15 nm的纳米ZnO薄膜. XRD分析显示纳米ZnO薄膜纯度高， 呈纤锌矿结构. 光学测试结果表明，在可见光区其透光度高达90%，禁带宽度为3.37 eV.     

Sn掺杂ZnO纳米针的结构及其生长机制(英文)

利用包括磁控溅射和热氧化的两步法在Si(111)衬底上制备了Sn掺杂ZnO纳米针.首先用磁控溅射法在Si(111)衬底上制备Sn:Zn薄膜,然后在650℃的Ar气氛中对薄膜进行热氧化,制备出Sn掺杂ZnO纳米针.样品的结构、成分和光学性质采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量散射X射线(EDX)谱和光致发光(PL)光谱等技术手段进行分析.结果表明,制备的样品为具有六方纤锌矿结构的单晶Sn掺杂ZnO纳米针,Sn掺杂量为2.5%(x,原子比),底部和头部直径分别为200-500 nm和40 nm,长度为1-3μm,结晶质量较高.室温光致发光光谱显示紫外发光峰比纯ZnO的发光峰稍有蓝移,这可归因于能谱分析中探测到的Sn的影响.基于本实验的实际条件,简单探讨了Sn掺杂ZnO纳米针的生长机制.     

Electrochemical deposition of nano-structured ZnO on the nanocrystalline TiO2 film and its characterization

One-dimensional structure of ZnO nanorod arrays on nanocrystalline TiO₂/ITO conductive glass substrates has been fabricated by cathodic reduction electrochemical deposition methods in the three-electrode system, with zinc nitrate aqueous solution as the electrolyte, and were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray (EDX) and photoluminescence (PL) spectra. The effects of film substrates, electrolyte concentration, deposition time, and methenamine (HMT) addition on ZnO deposition and its luminescent property were investigated in detail. The results show that, compared with on the ITO glass substrate, ZnO is much easily achieved by electrochemical deposition on the TiO₂ nanoparticle thin films. ZnO is hexagonally structured wurtzite with the c-axis preferred growth, and further forms nanorod arrays vertically on the substrates. It is favorable to the growth of ZnO to extend the deposition time, to increase the electrolyte concentration, and to add a certain amount of HMT in the system, consequently improving the crystallinity and orientation of ZnO arrays. It is demonstrated that the obtained ZnO arrays with high crystallinity and good orientation display strong band-edge UV (375 nm) and weak surface-state-related green (520 nm) emission peaks.     

微接触印刷技术在ITO基底上快速转移Au纳米粒子图案

采用无氰化学镀金法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)印章表面镀金, 通过微接触印刷技术将PDMS印章上的Au 纳米粒子(AuNPs)分别转移到氧化铟锡(ITO)透明导电膜玻璃, 修饰了(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(MPTMS)的ITO基底(MPTMS/ITO)和表面电镀了铜膜的ITO(Cu/ITO)表面上, 同时形成有序的结构或者图案.通过场发射扫描电镜(FE-SEM), 原子力显微镜(AFM)和显微共聚焦激光拉曼光谱仪等对实验结果进行表征.结果表明, 该转移AuNPs的方法对基底表面特性并无特殊要求, 是一种简单、快速、无污染、低成本的AuNPs转移技术, 而且转移了AuNPs的ITO基底具有表面增强拉曼光谱(SERS)活性, 有望在SERS中有所应用.     

基底对电沉积制备ZnO纳米棒阵列的影响

采用恒电位电沉积方法, 在未经修饰的ITO导电玻璃基底上通过控制实验条件制备出不同形貌的纳米ZnO结构, 而在经过ZnO纳米粒子膜修饰后的ITO导电玻璃基底上, 制备出透明、高取向、粒径小于30 nm的ZnO纳米棒阵列. 用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射光谱对制备出的ZnO纳米棒阵列的结构、形貌和透明性进行了表征. 测试结果表明, ZnO纳米棒阵列的平均直径为21 nm, 粒径分布窄, 约18～25 nm, 择优生长取向为[001]方向, 垂直于基底生长. 当入射光波长大于400 nm时, ZnO纳米棒阵列的透光率大于95%.     

纳米银粒子在氨基注入氧化铟锡玻璃基体表面的高密度吸附

研究了纳米银（AgNPs）在氨基注入氧化铟锡（ITO）薄膜表面的吸附.通过氨基注入的疗法得到了氨基功能化的ITO表面（NH₂/ITO）,并将纳米银直接吸附在NH₂/ITO上得到纳米银修饰NH₂/ITO基体（AgNPs/NH₂/ITO）.使用傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、原子力显微镜、扫描电镜、紫外可见光谱和电化学方法对AgNPs/NH₂/ITO制备过程进行了表征.结果显示纳米银可在NH₂/ITO表面高密度地吸附,并且纳米银有良好的电化学活性.这种不借助于有机连接分子吸附纳米银的方法为制备纳米银修饰材料提供了新的选择.     

Sol–gel and transfer technique for fabricating dual ceramic thin film patterns on plastics

A technique that realizes alternating, two kinds of ceramic ribbons on plastics is proposed. An Si(100) plate with periodic trenches coated with a polyimide (PI)-polyvinylpyrrolidone (PVP) mixture layer was used as the mother substrate. An indium–tin–oxide (ITO) thin film was deposited on the mother substrate by the sol–gel method with a firing process, followed by transferring it to a polycarbonate (PC) substrate by melting the PC surface in contact with the ITO thin film. This resulted in patterned ITO ribbons on the PC substrate where the ridges of PC were formed between the ribbons. A ZnO thin film was prepared on a flat Si(100) substrate coated with a PI-PVP mixture layer, followed by firing, and then was transferred on the PC ridges in the same manner, resulting in alternating ITO and ZnO ribbons on the PC substrate. The technique proposed here allows dense, alternating ceramic ribbons to be fabricated on plastics irrespective of the combinations of ceramics and plastics.