Ni/SnO_2复合薄膜的制备与光电性能

采用旋涂法将溶胶-凝胶法制备的Ni/Sn O2凝胶在玻璃基底上镀膜,得到了Ni/Sn O2复合薄膜,探讨了镍掺杂量、煅烧温度对薄膜结构和形貌的影响。通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等测试手段对Ni/Sn O2复合膜的结构和形貌进行表征。结果显示,500℃下煅烧的薄膜样品的结晶度较高,粒径小,颗粒分布均匀。用紫外-可见分光光度计和四探针电阻仪对其进行光学、电学性能测试,结果显示:适量的Ni掺杂可以提高Sn O2薄膜在近紫外光区的吸收,Ni/Sn O2薄膜在近紫外光区的吸收随着Ni2+掺杂摩尔分数从5%增加到10%而逐渐减小。当Ni2+掺杂摩尔分数为6%时,Ni/Sn O2复合薄膜的导电性能最好。     

基于石墨烯/石墨烯卷轴复合薄膜高灵敏度柔性压力传感器（英文）

一维导电材料例如纳米线,大量应用于柔性压力传感器中.但是一维材料和基底之间接触时相互作用力较弱,使得传感器灵敏度、响应时间、和循环寿命等性能指标有待进一步提高.针对这些问题,设计了石墨烯/石墨烯卷轴多分子层复合薄膜作为传感器导电层.石墨烯卷轴具有一维结构,而石墨烯的二维结构可以牢固地固定卷轴,以确保高导电性复合薄膜与基底之间的粘附性,同时整体结构的导电通道得到了增加.由于一维和二维结构的协同效应,实现了应变灵敏度系数3.5 kPa~(-1)、响应时间小于50 ms、能够稳定工作1000次以上的压阻传感器.     

基于石墨烯/石墨烯卷轴复合薄膜高灵敏度柔性压力传感器

一维导电材料例如纳米线，大量应用于柔性压力传感器中. 但是一维材料和基底之间接触时相互作用力较弱，使得传感器灵敏度、响应时间、和循环寿命等性能指标有待进一步提高. 针对这些问题，设计了石墨烯/石墨烯卷轴多分子层复合薄膜作为传感器导电层. 石墨烯卷轴具有一维结构，而石墨烯的二维结构可以牢固地固定卷轴，以确保高导电性复合薄膜与基底之间的粘附性，同时整体结构的导电通道得到了增加. 由于一维和二维结构的协同效应，实现了应变灵敏度系数3.5 kPa^-1、 响应时间小于50 ms、能够稳定工作1000次以上的压阻传感器.     

基于石墨烯/PEDOT：PSS叠层薄膜的柔性OLED器件

石墨烯具有独特的电学性能、优异的机械延展性和良好的化学稳定性,是制备高性能导电薄膜的理想材料,但是当前石墨烯的高电阻率限制了它的实际应用。本文采用喷涂方法制备了石墨烯/聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT：PSS）复合导电薄膜,对复合薄膜的表面形貌与光电性能进行了研究。PEDOT：PSS的引入不仅降低了石墨烯薄膜的表面电阻,同时还平滑了薄膜表面。在此基础上,成功制备了柔性黄光有机电致发光器件,器件在12 V时达到效率最大值0.9 cd/A。器件在曲率半径为10 mm时弯曲了100次后,发光亮度并无明显变化。该复合薄膜可实际应用于柔性有机电致发光显示器件。     

柔性SrTiO_3/Ag/SrTiO_3复合结构透明导电薄膜的制备和性能研究

为获得高性能的柔性透明导电薄膜,采用磁控溅射技术在柔性PC衬底上制备出了STO(30nm)/Ag/STO(30nm)复合结构透明导电薄膜.分别对不同中间Ag层厚度薄膜的结构、光学和电学性质进行了研究.研究发现:随着中间Ag层厚度的增加,可见光区的平均透过率先增大后减小,电阻率和方块电阻持续减小;当中间Ag层厚度为11nm时,复合结构透明导电薄膜具有最佳的品质因子为14.23×10~(-3)Ω~(-1),此时,其可见光区平均透过率为82%,方块电阻为9.2Ω/sq..     

三维多孔复合碳层对电极的制备及其光伏性能研究

基于TiO_2光阳极、Pt对电极的染料敏化太阳能电池(DSSC)因其优异的光电转换特性受到了广泛的关注,然而Pt昂贵的价格制约了其发展与应用.针对这一问题,本文设计、制备了一种由相对致密且高导电的石墨膜(PC层,底层)及多孔碳纳米颗粒膜(CC层,顶层)构成的低成本、高性能三维多孔复合碳层对电极.基于该CC/PC对电极的DSSC具有优异的光伏性能:在1.5标准太阳光照射下,其填充因子高达65.28%(较Pt对电极高4.1%)、光电转换效率高达5.9%(为Pt对电极的94.2%). CC/PC对电极的优异光伏性能主要归因于其独特的三维多孔导电结构,该结构有极高的比表面积和丰富的催化反应活性位,有利于电子的快速传输及离子的快速转移,在这些因素的协同作用下,其光电转换性能大大改善.     

氧化钒-碳纳米管复合薄膜的制备及特性

提出了一种制备氧化钒热敏电阻薄膜的新方法。采用紫外光和过氧化氢相结合的方法,对多壁碳纳米管进行功能化处理,然后通过溶胶-凝胶法,使功能化碳纳米管与V2O5相复合,制备氧化钒-碳纳米管复合薄膜。与单纯的氧化钒薄膜相比,氧化钒-碳纳米管复合膜的薄膜方阻和光学带隙发生减小,而电阻温度系数(TCR)和光吸收率相应增大。复合膜还具有更高的载流子迁移速率,更加适合应用到红外探测器当中。     

灌注成型PVDF薄膜水听器

介绍一种灌注成型复合圆管PVDF压电薄膜水听器.理论上计算了复合圆管的各层参数对水听器低频灵敏度的影响.说明了如何针对水听器的要求选择各层材料的参数.采用的灌注成型工艺和复合膜卷绕技术,可使水听器的性能得到改善,并简化了工艺,利于水听器的批量生产.研制的水听器样品的测试数据表明,这种水听器灵敏度高,随静水压的灵敏度起伏小,加速度响应很低,一致性好.水听器低频灵敏度的理论计算值与实际测量值符合较好.     

氧化锌碳纤维复合结构制备及其紫外光响应性能研究

利用预处理的碳纤维为模板,在其表面磁控溅射氧化锌种子层,再通过水热法生长出氧化锌纳米棒,形成刷子状复合结构。轴心的碳纤维增强了材料的导电性能,同时该结构又具有较高的比表面积。将单根氧化锌/碳纤维转移到间距为180μm的金叉指电极上构建紫外光探测器,在325 nm激光照射下,该器件显示出约200倍的光电流增益,且具有良好的稳定性和光谱选择性。文中同时对响应机理进行了讨论。     

还原石墨烯氧化物-银纳米线柔性复合电极的制备与性能研究

制备了一种具有高导电性、高透过率以及良好的柔性和机械稳定性的还原石墨烯氧化物(RGO)-银纳米线(AgNW)复合电极.将低浓度的AgNW旋涂在制备的RGO薄膜上,使AgNW搭接在RGO的晶界、褶皱处,提高了RGO薄膜的载流子迁移能力.在保证透过率的前提下,提高复合薄膜的导电性能.结合薄膜转写工艺,制备了电阻为420 Ω/口且透过率达62％的RGO-AgNW柔性复合电极.该复合电极具有良好的柔性以及机械稳定性,随着弯折次数的增加,电阻没有明显变化.     

石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的介电性能

石墨烯由于具有良好的力学性能、高的电子传递能力以及相对较低的生产成本等优势而受到广泛关注,但现在多将其直接分散在聚合物中提高聚合物的介电性能.本工作中,制备出了还原氧化石墨烯/PVA/聚偏氟乙烯(PVDF)的三相纳米复合薄膜.首先把聚乙烯醇(PVA)和氧化石墨烯(GO)分散于二甲基亚砜(DMSO)中,得到PVA非共价键修饰的GO,再将PVDF溶于该混合液体中,通过溶液浇注以及低温加热过程得到三相纳米复合薄膜.实验结果表明,在120?C下,GO可以被热还原成还原氧化石墨烯(RGO),且可以促进PVDF的α相向β相转变.PVA修饰RGO比单纯RGO在PVDF基体中分散性要好,且使PVDF的球晶尺寸大大降低,复合薄膜的介电性能大幅提高.RGO/PVA/PVDF复合膜的渗流阈值f*_(vol)约为8.45 vol.%,在10~2Hz时RGO/PVA/PVDF复合膜的介电常数大约是纯PVDF的238倍.本工作为制备介电性能高、生产成本低、操作简单的聚合物纳米复合材料提供了一种好的方法.     

氟-氧化物复合薄膜的特性研究

以SiO_2、TiO_2、YF_3为单组分材料分别制备了SiO_2/YF_3、TiO_2/YF_3复合薄膜,探究复合后膜层的光学、力学以及抗激光损伤性能的变化情况.采用双源共蒸技术,通过控制膜料蒸发时的沉积速率制备了混合摩尔比为1∶1的两种氟氧化物复合薄膜,对复合膜层的折射率、消光系数、透射特性、表面形貌、粗糙度进行了测量,并研究了其抗激光损伤性能.结果表明:SiO_2/YF_3、TiO_2/YF_3复合膜层的折射率分别为1.478 7和1.864 6(波长550 nm),介于单组分材料之间(YF_3为1.493 6、SiO_2为1.465 1、TiO_2为2.048 3),且均呈现正常色散分布;ZYGO干涉测量的结果显示,SiO_2/YF_3膜层的应力值为1.9 GPa,比单组分材料SiO_2和YF_3的0.4 GPa大但粗糙度小;TiO_2/YF_3膜层的应力值为0.8 GPa,比TiO_2的3.9 GPa应力小但较YF_3大,表现出较明显的应力调节效果;SiO_2/YF_3复合薄膜的激光损伤阈值为9.2 J/cm~2,相比于单组分的SiO_2提高了2.2%,较YF_3提高了39.2%;TiO_2/YF_3的激光损伤阈值为7.8 J/cm~2,相比于单组分的TiO_2薄膜而言提高了85.6%,较YF_3提高了17.4%.通过双源共蒸技术沉积得到的氟氧化物复合薄膜,吸收小、膜层折射率可调;SiO_2/YF_3、TiO_2/YF_3复合膜层的抗激光损伤性能均优于单组分材料;YF_3的掺杂能够明显降低单一TiO_2材料的应力,但SiO_2/YF_3的应力大于单组分的SiO_2、YF_3薄膜.     

多组分复合薄膜的光学、电学、机械性能及其应用

复合薄膜因其可具有比单组份薄膜更加优异的性能而得到广泛的应用。通过以膜层的防护、催化、电学、光学以及力学性能等复合思想为切入点，阐述了通过膜层的复合掺杂旨在增强合金的抗腐蚀性，提高润滑摩擦性能，改善膜层的导电性能以及进行光学薄膜折射率和光谱吸收的调控，增强膜层的硬度及拉伸强度等机械性能的方法。对国内外的相关前沿成果进行简要介绍，并对复合薄膜的未来发展进行展望，为相关领域的研究提供参考。     

双金属/TiO2纳米管复合结构中增强的光电流

将传统半导体材料与金属微纳结构相结合,利用其表面等离激元共振效应,可有效地增强复合结构的光电转换效率,使其广泛地被用于光电化学和光电探测等领域.本文以氧化铝纳米管为模板,采用原子层沉积技术制备出高有序的TiO2纳米管,并通过电子束热蒸发技术在大孔径的纳米管薄膜中分别负载金、铝和双金属金/铝纳米颗粒,形成金属纳米颗粒/TiO2纳米管复合结构.研究结果表明,相对于纯TiO2纳米管,Au/TiO2复合纳米管在568 nm的可见光照射下,其光电流密度约有400%的提高;在365 nm紫外光照射下,Al/TiO2复合纳米管的光电流提高约50%;同时负载双金属Au和Al纳米颗粒的TiO2纳米管在整个紫外-可见光区域光电流均显著增强.     

基于HfO2插层的Ga2O3基金属-绝缘体-半导体结构日盲紫外光电探测器

作为一种新兴的超宽带隙半导体, Ga₂O₃在开发高性能的日盲紫外光电探测器方面具有独特的优势.金属-半导体-金属结构因其制备方法简单、集光面积大等优点在Ga₂O₃日盲紫外光电探测器中得到了广泛的应用.本文在传统的金属-半导体-金属结构Ga₂O₃日盲紫外光电探测器的基础上,利用原子层沉积技术引入高介电性和绝缘性的氧化铪(HfO₂)作为绝缘层和钝化层,制备出带有HfO₂插层的金属-绝缘体-半导体结构的Ga₂O₃日盲紫外光电探测器,显著降低了暗电流,提升了光暗电流比,同时提高了器件的比探测率和响应速度,为未来Ga₂O₃在高性能弱光探测器件制备提供了一种新通用策略.     

电化学制备钛网负载聚吡咯/石墨烯复合膜及其在超级电容器中的应用

通过电化学的方法在钛网上制备了聚吡咯与石墨烯的复合物薄膜,其过程是先在钛网上通过自组装干燥膜法附着上石墨烯氧化物膜,而后采用电化学还原的方法原位还原制备得到石墨烯膜,随后加入吡咯单体,再通过电化学聚合的方法在石墨烯的表面生长聚吡咯,得到的聚吡咯开始以颗粒的形式存在,而后随着聚合的进行得到了链状的聚吡咯.得到的复合膜有高的比表面积和导电性,可以作为电极活性材料用于超级电容器中提供赝电容,结果表明,复合膜作为电极材料的超级电容器拥有高的性能,比电容达400 F/g,并且电极的充放电稳定性高,5000次复合膜充放电循环后比电容还能保留82%,说明该材料适合于超级电容器.     

基于BiFeO_3/ITO复合膜表面钝化的黑硅太阳电池性能研究

采用金属银辅助化学刻蚀法在制绒的硅片表面刻蚀纳米孔形成微纳米双层结构,以期获得高吸收率的太阳能电池用黑硅材料.鉴于微纳米结构会在晶硅表面引入大量的载流子复合中心,利用磁控溅射技术在黑硅太阳电池表面制备了BiFeO_3/ITO复合膜,并对其表面性能和优化效果进行了探索.实验制备的具有微纳米双层结构的黑硅纳米线长约180—320 nm,在300—1000 nm波长范围内入射光反射率均在5%以下.沉积BiFeO_3/ITO复合薄膜后的黑硅太阳能电池反射率略有提高,但仍然具有较强的光吸收性能;采用BiFeO_3/ITO复合膜的黑硅太阳能电池开路电压和短路电流密度分别由最初的0.61 V和28.42 mA/cm~2提升至0.68 V和34.57 mA/cm~2,相应电池的光电转化效率由13.3%上升至16.8%.电池综合性能的改善主要是因为沉积BiFeO_3/ITO复合膜提高了电池光生载流子的有效分离,从而增强了黑硅太阳电池短波区域的光谱响应,表明具有自发极化性能的BiFeO_3薄膜对黑硅太阳能电池的表面性能可起到较好的优化作用.     

分子沉积聚合物膜的制备及其摩擦学性能研究

以聚对磺酸钠苯乙烯 (PSS)为聚阴离子、聚烯丙基氯化氨 (PAH)为聚阳离子交替沉积制备了多层聚合物纳米复合膜 ,用热分析仪考察了这两种体相聚合物的热稳定性 ,采用紫外 -可见光谱仪、椭圆偏振光测厚仪、接触角测量仪等分析了复合膜的性能 ,用DF -PM型动静摩擦系数精密测定装置考察了其摩擦学性能 .结果发现 ,所制备的聚合物复合膜具有一定的减摩作用 ,原因是单晶硅表面沉积聚合物超薄膜可以降低表面的粘着力 ,对硅表面具有微观修饰作用 ,从而降低其同钢对摩时的摩擦系数 ;单晶硅表面分子沉积聚合物纳米复合膜的摩擦学特性同超薄膜的层数相关 ,沉积层数较多的超薄膜的耐磨寿命较长 ,并因加热处理而得到明显改善 .     

基于多层膜结构的亚波长光栅研究

利用表面等离子体共振效应理论及金属-介质复合膜的特殊纳米光学效应对平面多层膜超分辨光刻技术进行了研究. 在曝光光源为365 nm的情况下,实现周期230 nm,线宽100 nm的超分辨光刻成像. 讨论了均匀金属-介质多层膜的结构参数选择,并通过数值仿真得到有效的光强度和对比度, 然后用等离子体纳米光刻进行试验验证,通过最优化选择,最终得到了亚波长结构多层膜的大区域范围超分辨成像.     

基于超分子结构共掺杂纳米复合薄膜的制备与荧光特性

为改善功能分了的特性,提出一种基于金属纳米粒子-偶氮染料复合物共掺杂超分子结构功能材料的设计新方法.并依照此方法制备出复合材料,观测了其显微结构,测量了其紫外-可见光吸收,研究了该超分子结构复合体系的荧光特性.实验发现,由于金属银纳米粒子的掺杂,使得超分子结构复合体系中功能分子甲基橙在溶液态体系的荧光强度增强近5倍,而在两种不同结构(共混结构和包覆结构)的薄膜态超分子结构体系中,其荧光强度分别被猝灭15%和20%.研究结果表明,复合膜中采用超分子结构完全能够改善功能分子的特性.