基于AAO模板的TiO2微纳结构及其光电特性

以多孔氧化铝（AAO）和导电玻璃FTO为基底,用射频（RF）磁控溅射法和溶胶凝胶（Sol-gel）法分别制备了微纳结构的TiO₂,两种TiO₂沉积技术各自体现出其特质。从XRD衍射光谱和拉曼散射光谱可以看到,在相同退火条件下,RF和Sol-gel法制备的TiO₂晶相结构不同。在以导电玻璃FTO为基底时,RF制备的薄膜颗粒分布均匀,没有团簇现象;而Sol-gel制备的薄膜由密实的颗粒构成。在以AAO为模板时,Sol-gel制备的TiO₂溶胶粒子由于胶体溶液的流动性使其对孔的填充率保持较高的水平;而RF制备的TiO₂对孔的填充率则降低。光电流实验的结果表明,前者具有更好的光电特性。     

具有阵列-簇双层结构的TiO2纳米棒的光电性能（英文）

选择硫酸氧钛(TiOSO4)作为无机钛源前驱体,通过温和的水热法在掺氟氧化锡导电玻璃基底(FTO)上直接合成单晶金红石相TiO2纳米棒薄膜,呈现阵列-簇双层结构。在模拟太阳光照射下,该纳米棒薄膜的短路电流可达到0.17 mA/cm2,是相同条件下由四异丙醇钛[Ti(iPro)4]为有机钛源而制备的TiO2纳米棒薄膜的2倍多。实验结果表明,多维层状结构和无机硫酸氧根离子(OSO4-4)的存在对TiO2纳米棒薄膜的光电流响应有促进作用。     

溶胶-凝胶-蒸镀法制备高性能FTO薄膜

以SnCl_4·5H_2O为锡源,SnF_2为氟源,采用溶胶-凝胶-蒸镀法制备F掺杂的SnO_2透明导电氧化物薄膜(FTO薄膜).通过正交实验研究确定最佳反应温度、反应时间和蒸镀温度等制备条件.主要研究元素F的掺杂和膜的结构对FTO薄膜性能的影响,并采用傅里叶变换红外光谱仪、热重-差热分析、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和扫描电子显微镜等进行样品的性能表征.研究结果表明,当反应温度50?C、反应时间5 h、烧结(蒸镀)温度600?C、镀膜次数1次、而F/Sn=14 mol%时,FTO薄膜性能指数ΦTC最大,综合光电性能最优,表面电阻为14.7?·cm-1,平均透光率为74.4%.FTO薄膜内颗粒的平均粒径为20 nm,呈四方金红石型结构,F的掺入替代了部分的O,形成了SnO_(2-x)F_x晶体结构.F的掺杂量是影响FTO薄膜的主要因素,F过多或过少均不利于SnO_(2-x)F_x晶体的生长;FTO薄膜的结构、颗粒形状、大小等三维信息也是影响薄膜性能的因素,主要表现为分形维数越小,薄膜表面越平整,势垒越低,导电性能越好.     

交联孔隙结构TiO_2-PEDOT:PSS纳米复合薄膜的制备及作为对电极的应用

以TiO2为多孔模板并以聚3,4-亚乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为催化材料合成了具有交联孔隙结构的TiO2-PEDOT:PSS纳米复合薄膜(TPNF),并将其作为对电极应用于染料敏化太阳电池(DSC)。首先将TiO2纳米颗粒沉积在导电的掺杂氟的SnO2透明玻璃(FTO)上形成骨架和孔隙均在纳米级别的模板,随后将PEDOT:PSS水溶液附着在模板的骨架表面,最终经热处理获得TPNF。通过优化模板结构和旋涂转速,获得了催化活性优异的TPNF,组装后DSC的填充因子和转换效率分别达到0.528和4.57%,均远高于纯PEDOT:PSS薄膜组装的器件的填充因子(0.297)和转换效率(1.98%)。改善的光电性能归功于TPNF具有优异的协同效应:导电的TiO2骨架为电子迁移提供了快速路径,同时涂覆在骨架表面的PEDOT:PSS通过扩展表面积为还原电解质提供了更多的催化活性点。     

基于FTO/VO2/FTO结构的VO2薄膜电压诱导相变光调制特性

采用直流磁控溅射和后退火工艺在掺氟的SnO₂(FTO)导电玻璃衬底上制备VO₂薄膜, 研究了不同退火时间和不同比例的氮氧气氛对VO₂薄膜性能的影响, 对VO₂薄膜的结晶取向、表面形貌、表面元素的相对含量和透过率随波长变化进行了测试分析, 结果表明在最佳工艺条件下制备得到了组分相对单一的VO₂薄膜. 基于FTO/VO₂/FTO结构在VO₂薄膜两侧的透明导电膜上施加电压并达到阈值电压时, 观察到了明显的电流突变. 当接触面积为3 mm×3 mm时, 阈值电压为1.7 V, 阈值电压随接触面积的增大而增大. 与不加电压的情况相比, FTO/VO₂/FTO结构在电压作用下高低温的红外透过率差值可达28%, 经反复施加电压, 该结构仍保持性能稳定, 具有较强的电致调控能力.     

磁控溅射制备W掺杂VO2/FTO复合薄膜及其性能分析

为了获得相变温度低且热致变色性能优越的光学材料, 室温下在F:SnO₂ (FTO)导电玻璃基板表面沉积钨钒金属膜, 再经空气气氛下的热氧化处理, 制备了W掺杂VO₂/FTO复合薄膜, 利用X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电镜对薄膜的结构和表面形貌进行了分析. 结果表明: 高温热氧化处理过程中没有生成W, F, V混合氧化物, W以替换V原子的方式掺杂. 与采用相同工艺和条件制备的纯VO₂/FTO复合薄膜相比, W掺杂VO₂薄膜没有改变晶面取向, 仍具有(110)晶面择优取向, 相变温度下降到35 ℃左右, 热滞回线收窄到4 ℃, 高低温下的近红外光透过率变化量提高到28%. 薄膜的结晶程度明显提高, 表面变得平滑致密, 具有很好的一致性, 对光电薄膜器件的设计开发和工业化生产具有重要意义. 关键词： W掺杂 2')" href="#">VO₂ FTO导电玻璃 磁控溅射     

TiO2纳米晶的等离子体改性及光电转换性能的研究

用反应射频溅射法和涂敷法在导电玻璃上制备TiO2薄膜，并用Ar射频等离子体对TiO2薄膜进行处理。按“三明治”结构将TiO2工作电极、Pt／C对电极、0．5MKI 0．05M I2电解液组装成光电池，测量其开路电压和短路电流。结果表明经过Ar射频等离子处理后，溅射法和涂敷法制备的TiO2薄膜组装的光电池的光电流分别提高了约80％和60％。     

TiO2薄膜的制备及甲醛的光催化降解

以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶一凝胶一超声波法制备得到了纳米TiO2溶胶，在单面抛光的硅片上采用旋转涂膜法涂上TiO2溶胶，快速烘干，再经烧结得到TiO2薄膜，并利用XRD，XPS与AFM对其结构性能进行表征，结果表明，膜厚度大约可控在3-5nm，膜表面颗粒大小约20nM，膜的组成主要为锐钛矿型TiO2和少量有机碳化物。在制备TiO2薄膜时，发现膜层随着镀膜次数变化显示不同的颜色差异，并有着良好的对应关系。以此现象入手研究不同颜色的TiO2薄膜在同一光催化条件下甲醛的降解分析，实验结果发现呈蓝色光的TiO2薄膜表现良好的光催化效果，其原因可能是蓝色光对光的吸收较好。     

掺钨VO_2薄膜的电致相变特性

采用直流磁控溅射与后退火工艺相结合的方法,在掺氟SnO_2(FTO)导电玻璃基底上制备了高质量的掺钨VO_2薄膜,对薄膜的结构、表面形貌和光电特性进行测试,分析了钨掺杂对其相变性能的影响.结果表明,室温下掺钨VO_2薄膜的阈值电压为4.2 V,观察到阈值电压下约有两个数量级的电流突变.随着温度升高,相变的阈值电压降低,且电流突变幅度减小.当施加8 V电压时,分别在不同温度下测试了掺钨VO_2薄膜的透过率.温度为20和50℃时,掺钨VO_2薄膜相变前后的红外透过率差量分别为23%和27%.与未掺杂的VO_2薄膜相比,掺钨VO_2薄膜具有相变温度低、阈值电压低和电阻率小的特点,在高速光电器件中有广阔的应用前景.     

紫外光下纳米TiO2薄膜亲水性机理的电化学研究

利用溶胶 凝胶方法在透明导电玻璃ITO (SnO2 ∶In)表面制备纳米TiO2 薄膜 ,XRD谱图表明TiO2 是锐钛矿晶型 ,AFM (Atomic Force Microscope)测得薄膜表面粒子约为 10 0nm .研究了ITO表面纳米TiO2 薄膜的光致亲水性变化 .通过循环伏安技术测定TiO2 薄膜电极在 2 5 3.7nm的紫外光照射后的电化学行为推测光致亲水性机理 .发现在紫外光照射一定时间后 ,TiO2 薄膜电极的循环伏安图在 +0 .0 35V处出现新的氧化峰 ;且随光照时间的增加 ,氧化峰的峰电流增大 ,溶液中的溶解氧对峰电流的大小有明显影响 .实验表明 ,在紫外光照下电极表面有Ti3 + 产生 ,证实了TiO2 薄膜的光致亲水性转变过程与Ti3 + 的生成导致的表面结构变化有关     

多孔氧化铝模板制备ZnS纳米线阵列及其光致发光谱

利用阳极氧化铝（AAO）模板,采用电化学沉积方法制备出了ZnS纳米线阵列。扫描电子显微镜（SEM）结果显示,AAO模板孔洞分布均匀,孔径基本一致（约50nm）,孔口呈六边形。TEM结果显示硫化锌纳米线的直径约50nm（与AAM模板孔径一致）,长度约为20μm（与AAM模板厚度一致）。电子衍射结果表明ZnS纳米线为多晶结构。比较了AAO模板组装ZnS纳米线阵列前后的光致发光谱,所得光谱显示,组装了ZnS纳米线阵列的模板的光致发光谱比没有组装的空模板相比多出两个发射峰,分别位于409,430nm,且其发光强度随激发波长的增长而增强。解谱分析表明,这即为ZnS纳米线阵列的发光光谱的两个发射峰,是由导带与受主能级间的跃迁发光和施主与受主能级间的复合跃迁发光共同作用所致。发现由于纳米线尺寸的单一性,发射峰窄化明显,半峰全宽较小,这种现象在其他文献中未曾报道过。     

Shape-induced anisotropy in epitaxial Fe3O4 nanopillars

Fe₃O₄ nanopillars with remarkably high uniformity and crystallinity are grown on (100)-oriented magnesium aluminate substrates by pulsed laser deposition with a simple anodic-aluminum-oxide template method. Compared with Fe₃O₄ full film, the nanopillars exhibit higher in-plane magnetic saturation field and lower out-of-plane saturation field. The angular-dependent ferromagnetic resonance, investigated by electron spin resonance spectroscopy, confirms the shape-induced anisotropy change in Fe₃O₄ nanopillars. High Gilbert damping parameter of 0.23 is obtained by measuring the resonance field at different microwave frequencies.     

The fabrication of Ag nanoflake arrays via self-assembly on the surface of an anodic aluminum oxide template

Vertical-aligned Ag nanoflake arrays are fabricated on the surface of an anodic aluminum oxide (AAO) template under a hydrothermal condition for the first time. The porous surface of AAO templates and the precursor solution may play key roles in the process of fabricating Ag nanoflakes. The rim of pores can provide many active sites for nucleation and growth, and then nanoflake arrays gradually form through self-assembly of Ag on the surface of AAO membranes. The product is characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), and a growth mechanism of nanoflake is deduced. This work demonstrates that it is possible to make ordered nanoarrays without dissolving templates using the hydrothermal method, and this interesting Ag nanoflake arrays may provide a wider range of nanoscale applications.     

一步和两步法制备阳极氧化铝模板(英文)

手二步阳极氧化法制备了大面积上有规则排列纳米洞的阳极氧化铝模板。与一步阳极氧化法的结果进行了比较,SEM测量表明,一步阳极氧化得到的AAO模板正面(对着负电极的一面)和反面,有很大不同,正面纳米洞的分布更不规则,而二步法得到的模板正反面都有排列规则的纳米洞。这一结果也表明阳极氧化过程是一种自组织有序的过程,氧化时间越长,纳米洞的分布越规则越均匀     

Controllable synthesis of Ag nanorods using a porous anodic aluminum oxide template

This paper describes a new approach to the synthesis of Ag nanorods. A solvothermal method was used to make Ag nanoparticles inside anodic aluminum oxide (AAO) templates. The nanoparticles were then annealed at 300 °C to produce Ag nanorods. The size of AAO templates, which is focused on in this study, would determine the diameter of Ag nanorods. The product was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). In this study, a nanorod growth mechanism is deduced, and understanding of the growth of nanorods inside AAO templates is furthered. This work demonstrates that it is possible to make crystalline nanorods that the size can be varied.     

A potential commercial surface‐enhanced Raman scattering–active substrate: stability and usability

In this article, a surface‐enhanced Raman scattering (SERS)–active substrate with great stability and usability is reported. It is composited with a two‐dimensional ordered array of Ag spherical caps and an aluminum coating. The ordered aluminum template formed during the synthesis of anodic aluminum oxide film was used as the patterned matrix. After sputtering a Ag layer and then peeling off the aluminum template, the patterned structure was replicated on Ag layer. The aluminum template could serve as a coating that protected Ag from being oxidized. Ultraviolet‐visible reflection measurement was performed to monitor the adsorption process of probing molecules. Taking 4‐mercaptopyridine as probing molecules, SERS spectra were investigated. Comparing with the ordinary Ag film, the patterned Ag layer exhibited better SERS activity. The convenience for preparing, storing, and using makes it a promising candidate for SERS application in the fast field analysis. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

金属铜纳米孔洞阵列膜制备方法研究

以多孔阳极氧化铝膜(anodic aluminum oxide，AAO)为模板，用真空蒸镀法复制了金属铜的纳米孔洞阵列膜，SEM结果表明，制备得到的金属铜纳米孔洞阵列膜形貌与AAO膜一致.此方法简单易行，能大规模生产，为纳米膜的工业化复制提供了一种新的工艺，为纳米线、纳米管等纳米阵列材料的合成与组装提供了有利的条件. 关键词： AAO模板 真空蒸镀 金属铜纳米孔洞阵列膜 纳米复制     

LiFePO4纳米管的制备与表征

采用溶胶凝胶法在氧化铝模板中成功的制备了LiFePO4一维纳米管阵列．扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征结果表明所制备的LiFePO4纳米管具有单分散性,互相平行,高度有序。综合选区电子衍射、X射线衍射以及X光线能谱表征结果,所制备的LiFePO4纳米管为单一的橄榄石型结构．这种在室温和温和条件下合成的一维LiFePO4纳米管,可以做为新型的锂离子电池正极材料．     

Microstructure and magnetic properties of Co-Cu nanowire arrays fabricated by galvanic displacement deposition

CoCu nanowires were fabricated in anodic alumina templates by a simple metal displacement deposition method and the as-deposited samples were subsequently annealed at 400 °C in vacuum. The CoCu nanowires are 80 nm in diameter and 50 μm in length. The aspect ratio (ratio of length to diameter) is larger than 600, which results in distinctive magnetic anisotropy. Enhanced coercivity (about 2245 Oe) and large squareness of 92% have been observed in the annealed samples.