溶胶-凝胶法制备纳米多孔SiO2薄膜

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，采用旋转涂敷的方法，结合溶胶-凝胶技术在硅衬底上制备超低介电常数多孔SiO₂薄膜.采用两种不同的改性方法对薄膜表面进行改性，傅里 叶变换红外光谱分析发现改性后薄膜中含有大量的—CH₃键，从而减少了孔洞塌陷.用扫 描电子显微镜观察薄膜的表面形貌，发现薄膜内孔洞尺寸在70—80 nm之间.调节溶胶pH值，发现pH值越小凝胶时间越长.对改性样品热处理的结果表明，在300 ℃时介电常数最低达2.05. 关键词： 2')" href="#">多孔SiO₂ 低介电常数 溶胶-凝胶     

纳米ZnO-SiO2自清洁增透薄膜的制备及其性能

以乙酸锌醇热法ZnO纳米粒子为基料, 通过溶胶-凝胶浸渍提拉法制备纳米ZnO-SiO₂自清洁增透薄膜. 采用透射电镜, 光谱椭偏仪, 扫描电镜, X-射线衍射, 差热分析仪和UV-vis等技术对样品进行表征, 以亚甲基蓝的光催化降解为目标反应, 评价其光催化活性. 结果表明, ZnO纳米粒子为球粒状结构, 直径约12-20 nm, 特征紫外吸收波长位于375 nm 处; 与未涂覆纳米ZnO-SiO₂自清洁增透薄膜的石英玻璃基底相比, 涂覆后石英玻璃在400-800 nm波长范围内平均透光率提升达4.17%, 具有良好的宽光谱增透行为; 且在紫外光激发下对亚甲基蓝染料具有光催化降解特性, 进而具备良好的自清洁性能.     

SiO2薄膜中咔唑的发光特性

利用溶胶-凝胶工艺制备了含咔唑的SiO2薄膜,实验测量了薄膜样品的光致发光特性.结果发现：样品不仅能发射红光,并且当激发波长从610 nm连续减小到400 nm时,其发射谱峰位又能从760 nm连续蓝移到550 nm左右.薄膜样品的荧光特性随激发波长而改变的现象可归因于咔唑分子被紧缩在凝胶内部的微孔中受到挤压而导致共轭尺寸发生变化.     

溶胶-凝胶法制备光波导薄膜及性质的研究

采用有机改性硅酸盐制备了光敏性溶胶－凝胶,并在凝胶中加入四丙氧基锆作为调节折射率的材料;用该凝胶在硅片上提拉成膜.为了增加薄膜与硅片的粘附性,成膜前先用干氧热氧化法在硅片上生长了一层厚度约为1500的二氧化硅;样品的原子力相片表明薄膜的表面非常平整,在5×5 μm2的范围内最大表面起伏只有0.657 nm.利用波导阵列掩膜版, 对制备的薄膜在紫外光波段下曝光,得到了表面平坦、侧墙光滑、陡直的沟道波导阵列.研究发现:紫外曝光时间和坚膜时的后烘温度都会使薄膜的折射率增大.通过对样品红外吸收谱的分析,从微观机理上解释了折射率随工艺条件变化的原因.     

实验条件对纳米多孔SiO2薄膜结构及特性的影响

关键词：     

溶胶-凝胶法制备Ce3+掺杂纳米SiO2材料光致发光研究

通过溶胶-凝胶技术制备了掺杂Ce^3＋离子的纳米SiO2材料,并经较低温度下煅烧,研究其光致发光（PL）性能。X射线衍射（XRD）及透射电子显微镜（TEM）测试结果表明该纳米材料具有非晶态结构,颗粒尺寸为20～30nm。对其光致发光谱的测定显示：经450℃低温煅烧,未掺杂SiO2样品的光致发光谱明显为多峰的宽带结构,而微量Ce^3＋掺杂的样品在230nm激发下存在着唯一的一个很强的、主峰位于346nm左右的紫外发光峰,与未掺杂SiO2及Cu^2＋掺杂SiO2样品的比较表明该发光峰并非常见的Ce^3＋离子的d-f跃迁产生的特征发光带,而是起源于SiO2中的某种本征缺陷中心。通过不同煅烧温度以及不同Ce^3＋离子掺杂量对346nm发光峰强度的影响,讨论该发光峰起源可能的结构模型。     

红外光谱技术在纳米NiFe2O4制备过程中的应用

采用溶胶 凝胶法制备NiFe2 O4 纳米粉末 ,并经不同温度热处理 .测定了制备过程中各阶段的红外吸收光谱和不同温度处理样品的红外漫反射光谱 .结果表明 ,红外吸收光谱较好地反映了溶胶 凝胶法制备NiFe2 O4 纳米粉末过程中结构的变化 ,为确定热处理温度提供了实验依据 ,彻底消除有机物 ,热处理需在 40 0℃以上 ;红外漫反射谱可以较好地反映粉末的尺寸效应和形态效应 ,粉末粒径越小 ,漫反射函数 (K M)值越大 ;当粒径达到一定尺寸时 ,红外漫反射的尺寸效应消失     

(SiO2)nO2H4的红外振动光谱的理论研究

运用密度泛函理论,在6-31G(d)基组水平上,计算了纳米尺度的(SiO2)nO2H4链状、环状、笼状三种不同构型的红外振动光谱.对准一维的链状和环状结构,红外振动较强峰的频率随着长度的增加单调变化,显示了较强的尺寸依赖性;沿纳米线(环)轴向和垂直于轴向的振动模式,频率对尺寸的依赖关系相反,揭示了纳米材料的振动性质的各向异性.笼状结构由于构型的复杂性而使得其不具备准一维的特性,同时结构的对称性降低,红外振动模式数目增加.三种构型中二元环和硅羟基的振动以及笼状构型中硅氧四面体骨架的振动与实验上所观测到的振动峰相吻合.红外光谱方面的理论计算结果对实验合成的SiO2纳米材料的表征具有指导意义.     

采用HfO2/SiO2溶胶-凝胶薄膜制备衍射光栅

采用溶胶-凝胶方法制备了具有光敏性的HfO2/SiO2溶胶-凝胶薄膜,并利用其光敏性制备了衍射光栅.采用XPS分析了薄膜的成份,证实了Hf元素的存在.并用椭偏仪测试了薄膜的折射率,结果证实了HfO2的加入确实提高了体系的折射率.利用其光敏性,采用X射线作曝光光源通过掩模进行曝光,利用曝光部分与未曝光部分的溶解度差,在薄膜上制备了高为0.8 μm、周期为1 μm的衍射光栅.     

纳米SiO_2及其改性物的透射和漫反射傅里叶变换红外光谱研究

对两种纳米SiO2材料及两种SiO2改性物的透射及漫反射红外光谱进行了研究。漫反射红外光谱法更能表征出纳米SiO2材料及其改性物结构的表面状态特征,当样品取样量受限的条件下,表征结果更优于透射法。     

Thermo-Sensitive Ba0.64Sr0.36TiO3 Thin Film Capacitors for Dielectric Type Uncooled Infrared Sensors

Ba_0.64Sr_0.36TiO₃ (BST) thin films are prepared on Pt/Ti/SiO₂/Si₃N₄/SiO₂/Si substrates by a sol-gel method. Thermo-sensitive BST thin film capacitors with a Metal-Ferroelectrics-Metal (M-F(BST)-M) structure are fabricated as the active elements of dielectric type uncooled infrared sensors. XRD are employed to analyze the crystallographic structures of the films. AFM observations reveal a smooth and dense surface of the films with an average grain size of about 35 nm. Rapid temperature annealing (RTA) process is a very efficient way to improve crystallization quality. The preferable annealing temperature is 800°C for 1 min. The butterfly shaped C-V curves of the capacitors indicate the films have a ferroelectric nature. The dielectric constant and dielectric loss of the films at 100 kHz are 450 and 0.038, respectively. At 25°C, where the thermo-sensitive capacitors work, the temperature coefficient of dielectric constant (TCD) is about 5.9 %/°C. These results indicate that the capacitors with sol-gel derived BST thin films are promising to develop dielectric type uncooled infrared sensors.     

ZnO薄膜的制备和发光特性的研究

用射频磁控溅射的方法在石英衬底上沉积了氧化锌薄膜，在室温下测量了样品的XRD曲线、吸收光谱以及光致发光光谱。探讨了气氛中氧气与氩气比对制备薄膜的影响，从XRD谱中可以看出，样品具有较好的结晶状态。另外，样品在紫外有较强的吸收，而其光致发光也是较强的紫外发射，这表明带间跃迁占了主导地位，以上结果说明：用溅射方法制备的ZnO薄膜结晶质量较好，富锌状态有所改善。     

厚度对未掺杂ZnO薄膜光谱性能的影响

X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱技术是薄膜材料检测的重要技术手段.通过对薄膜材料光谱性能的分析,可以获得薄膜材料的物相、晶体结构和透光性能等信息.为了解厚度对未掺杂ZnO薄膜的X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱性能的影响,利用溶胶-凝胶法在石英衬底上旋涂制备了不同厚度的未掺杂ZnO薄膜样品,并对薄膜样...     

非晶SiO_xN_y薄膜的红外吸收光谱研究

通过改变O和N含量研究了SiOxNy 薄膜中从 6 0 0到 16 0 0cm- 1 范围内的红外吸收谱特征。结果表明 ,起源于单一Si—O、Si—N键的吸收峰在 110 5和 86 5cm- 1 处 ;而随着薄膜中O或N含量的升高 ,位于单一键吸收峰的两侧出现因O—Si—O、N—Si—N的对称和反对称键吸收的左右肩 ;对O—Si—N ,其特征吸收峰位于 10 36和 85 6cm- 1 处。     

Design of a Thin Film Infrared Barcode on a Flexible Substrate

We report the design, fabrication and characterization of an infrared barcode. This barcode is composed of a bilayer of titanium and amorphous silicon on a flexible Kapton substrate. Information encoded in the barcode shows high contrast when viewed with an infrared imaging system in the 8 to 12 m spectral region. The barcode information is concealed under visible viewing conditions, i.e., the barcode appears as an untreated, uniform metal sheet to a detector of visible radiation (400 to 700nm).     

掺铁TiO2纳米薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶提拉法制备了掺铁改性TiO2纳米材料镀膜玻璃,研究了掺铁、PEG用量、镀膜层数等因素对TiO2纳米膜透光率和光催化降解性的影响,并对相关机理进行了探讨。研究发现,掺铁能提升TiO2纳米膜的光催化活性,催化降解速率为不掺铁时的1．38倍;溶胶前驱体中PEG用量为0．1g（0．13wt％）时制取的薄膜具有最佳的光催化活性和较好的透光率,低于或超过这个值,催化降解效果都不理想;镀膜层数为2～5层时,均有较高的透光率,光催化活性依次递增,其中综合效果最佳的为2层镀膜。纳米TiO2镀膜玻璃是一种性能优异的新型自净节能环保材料,在高楼建筑、灯具制造、城市照明系统等领域具有潜在的广泛用途。     

掺镧TiO2纳米薄膜材料的制备与光催化性能研究

用溶胶-凝胶法研究了掺镧TiO_2纳米薄膜材料。在钛醇盐溶液前驱体中,通过提拉方式镀膜在玻璃上,从而形成自净玻璃。论文对不同的掺镧量、不同的聚乙二醇加入量以及不同镀膜次数的TiO_2材料的透光性、光催化降解性分别进行了测试和研究,并对相关机理进行了探讨。研究表明:对于单层膜的TiO_2材料,掺镧与不掺镧对透光性的影响不大,但掺镧后光催化活性大大提高;对于单层膜的TiO_2材料,随着聚乙二醇的增多,透光率整体呈下降趋势,催化活性先增加后减小。对于多层膜的TiO_2材料,随着层数增加,在紫外光区,透光性变化不大,在可见光区,透光性有所下降。在两层膜后,层数的增多对催化活性影响不大。由实验知:在100mL基体溶液中,当掺入0.5gLa(NQ_3)_3·nH_2O,加入0.2g聚乙二醇,镀膜两层时,透光性好且光催化活性也高。     

ZnO-SnO_2透明导电薄膜的制备及性能研究

采用二步成胶工艺制备ZnO-SnO_2透明导电薄膜,应用X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计、薄膜分析仪及四探针仪等对薄膜的结构、表面微观形貌、透过率和导电性能进行表征.结果表明,锌锡摩尔比为9/12,退火温度为500 ℃时,薄膜的透过率达90%,电阻率为3.15×10~(-3) Ω·cm.与其它工艺相比,二步成胶工艺所制备出的ZnO-SnO_2透明导电薄膜性能优异.     

Highly Active Second-Order Nonlinearity from Sol-Gel Processed Poled Silica and Germanosilicate Thin Film

Poled silica and germanosilicate thin films are prepared with typical sol-gel processing. Second-order nonlinearity about one order of magnitude larger than that of quartz crystal is realized. Substrate effect and dopant effect on the nonlinearity are discussed.     

ZnO薄膜肖特基二极管的研制

采用直流反应磁控溅射的方法,在Al/Si(100)衬底上沉积了ZnO晶体薄膜.利用Al和Pt作为与ZnO接触的欧姆电极与肖特基电极,制作了ZnO薄膜肖特基二极管.X射线衍射测试结果表明ZnO薄膜具有高度的c轴择优取向.原子力显微分析表明:样品表面光洁平整,晶粒尺寸约100nm,扩展电阻分析表明ZnO薄膜的厚度为0.4μm,载流子浓度为1.8×1015 cm-3,此后的霍尔测试证实了这一结果并说明ZnO的导电类型为n型.室温下的I-V测试显示ZnO肖特基二极管具有明显的整流特性.Pt与n型ZnO接触的势垒高度为0.54eV.文中的ZnO肖特基二极管为首次研制的原型器件,其性能可以通过器件结构与制作工艺的进一步优化而得到改善.