基于LiCo0.8M0.2O2 (M=Ni,Zr)薄膜的全固态薄膜锂电池

用射频磁控溅射结合传统退火的方法制备LiCo0.8M0.2O2 (M=Ni,Zr)阴极薄膜．X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜等手段表征了不同掺杂的LiCo0.8M0.2O2薄膜．结果显示,700℃退火的LiCo0.8M0．2O2薄膜具有类似α-NaFeO2的层状结构．通过对不同掺杂锂钴氧阴极的全固态薄膜锂电池Li／LiPON／LiCo0.8M0.2O2的电化学性能研究表明,电化学活性元素Ni的掺杂使全固态电池具有更大的放电容量(56μAh／cm2μm),而非电化学活性元素Zr的掺杂使全固态电池具有更好的循环稳定性．     

用于全固态锂电池的有机-无机复合电解质

固态电解质被认为是解决传统液态锂金属电池安全隐患和循环性能的关键材料,但仍然存在离子电导率低,界面兼容性差等问题.设计兼顾力学性能、离子电导率和电化学窗口的有机-无机复合型固态电解质材料是发展全固态锂电池的明智选择.近年来,基于无机填料与聚合物电解质的有机-无机复合电解质备受关注.设计与优化复合电解质结构对提高复合电解质综合性能具有重要意义.本文详细梳理了有机-无机复合固态电解质在全固态锂电池中展现的多方面优势,从满足不同性能需求的复合电解质结构设计角度出发,综述了有机-无机复合电解质在锂离子传导、锂枝晶的抑制、界面稳定性和相容性等方面的研究进展,并对有机-无机复合电解质的未来发展趋势和方向进行了展望.     

富锂正极材料在全固态锂电池中的研究进展

开发高能量密度、长循环寿命、低成本和高安全性的全固态锂电池是发展下一代锂离子电池的重要方向之一.富锂层状氧化物正极材料由于阴阳离子协同参与氧化还原反应,可以提供更高的放电比容量(>250 mAh/g)和能量密度(>900 Wh/kg),将其应用于全固态锂电池中有望推动锂离子电池能量密度突破500 Wh/kg的中长期目标.然而,富锂正极材料的电子导电性差、阴离子氧的不可逆氧化还原反应以及循环中的结构相变,导致该材料在电化学循环过程中存在初始库仑效率低、循环稳定性差和电压衰退等问题.此外,富锂正极材料的工作电压较高(>4.5 V vs.Li/Li⁺),使正极/电解质之间不仅面临常规的界面化学反应,释放的氧还会加剧界面的电化学反应,对正极/电解质的界面稳定性提出了更高的要求.因此,富锂正极材料的本征特性和富锂正极/电解质间严重的界面反应极大限制了富锂正极材料在全固态锂电池中的应用.本文首先详细阐述了富锂正极材料在全固态锂电池中的失效机制,其次综述了近年来富锂正极材料在不同固态电解质体系下的研究进展,最后总结和展望了富锂全固态锂电池未来的研究重点和发展方...     

Mg_2Si薄膜的光敏电阻特性研究

采用磁控溅射技术、退火工艺和丝网印刷技术,在N-Si(111)(ρ1000Ω·cm)衬底上分别溅射厚度为360nm、400nm、440nm、480nm、520nm、560nm的Mg膜,制备一系列Mg_2Si薄膜,然后在其上印刷叉指Ag电极、经烧结制备光敏电阻.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光谱响应测试系统、半导体器件分析仪和光照响应测试系统对样品的晶体结构、表面形貌、光谱响应、I-V特性以及亮暗电阻进行表征和分析.结果表明:成功制备出单一相Mg_2Si薄膜,且在晶面(220)处出现最强衍射峰;随着薄膜厚度增加,样品衍射峰强度先增加后减小,薄膜表面连续性和致密性良好;在波长为900nm~1200nm范围内光敏电阻表现出良好的光谱响应特性;光电流强度先增加后减小;Mg膜厚度为480nm时光电流强度最大.I-V特性始终呈一条直线,表明其间具有良好的欧姆接触;在光强为1mW/cm~2、波长为1100nm的光照下,亮电阻和暗电阻均随着Mg薄膜厚度增加先减小后增加,Mg薄膜厚度为480nm时,相应的光敏电阻阻值最小且此时的暗电阻、亮电阻比值为1.43×10~3,具有较好的灵敏度.     

脉冲激光沉淀制备锂电池LiMn_2O_4薄膜技术(英文)

LiMn_2O_4 thin films were deposited by pulsed laser deposition techniques, two types of substrates were used: LaAlO_3 (100) monocrystalline and stainless steel.XRD and SEM results show that the film grown on LaAlO_3 (100) shown very good preferred orienta…     

利用真空变温电阻测试仪研究VO_2薄膜的电阻特性

利用磁控溅射技术在普通玻璃基片上制备了VO2薄膜,晶体结构和表面形貌分析表明制备的样品主要具有VO2相,结晶情况良好.利用自制真空变温薄膜电阻测试仪器测试了VO2薄膜的电阻率随温度变化曲线,观察到钒氧化物的电阻突变和热滞现象.     

磁控溅射法结合异位退火制备MgB_2超导薄膜的研究

采用磁控溅射法,结合真空异位退火,成功制备MgB_2超导薄膜,探索了退火温度、退火时间、磁控溅射功率和溅射气压对MgB_2薄膜超导特性的影响。通过XRD、SEM和PPMS测量的结果来分析退火及溅射的工艺参数对MgB_2超导薄膜的晶体结构、表面形貌及超导性能的影响。研究表明,退火温度为670℃,退火时间为2h,MgB_2靶溅射功率控制在300W,Ar溅射气压保持为2Pa,MgB_2薄膜表现出最优的超导特性,其临界电流密度Jc为1.8×105A/cm2。     

磁控射频溅射三SnO_2薄膜的气敏光学特性研究

采用磁控射频溅射在玻璃基片上制备SnO2薄膜,对采用不同工艺制备的薄膜进行了XRD和常温下的膜片在CO2、乙醇中的气敏光学特性与透射光谱测试。结果表明,该薄膜在常温下对测试气体有敏感效应,会引起透射光谱的变化,并且光谱透射率的变化与波长相关。     

Mg,Al掺杂对LiCoO2体系电子结构影响的第一原理研究

为了研究Mg ,Al掺杂对锂二次电池正极材料LiCoO2 体系的电子结构的影响 ,进而揭示Mg掺杂的LiCoO2 具有高电导率的机理 ,对Li(Co ,Al)O2 和Li(Co,Mg)O2 进行了基于密度泛函理论的第一原理研究 .通过对能带及态密度的分析 ,发现在Mg掺杂后价带出现电子态空穴 ,提高了电导 ,并且通过歧化效应 (disproportionation)改变了Co 3d电子在各能级的分布 ,而Al掺杂则没有这些作用 .O2 - 的离子性在掺杂后明显增强 .     

纳米晶SnO2透明导电薄膜的研制

阐述了金属氧化物透明导电薄膜研究的发展情况及其应用前景。介绍了采用磁控溅射技术 ,使用混合气体Ar和O2 ,在衬底温度为 15 0～ 40 0℃的耐热玻璃基片上制备纳米晶SnO2 :Sb透明导电薄膜 ,通过测定X射线衍射谱 ,表明薄膜择优取向为 [110 ]和 [2 11]方向。测量了SnO2 :Sb薄膜的导电特性随衬底温度及氧分压的变化。光学特性测量结果表明薄膜具有较高的透过率。     

溅射功率对多层膜质量的影响

用磁控溅射技术制备薄膜，用X射线衍射研究在基片和靶间距离固定的情况下不同的溅射功率对薄膜结构的影响。结果表明：过低的溅射功率下淀积的薄膜有畸变的X射线衍射特征峰，特征峰强度小，半峰全宽大。而比较高溅射功率得到的薄膜有比较尖锐的X射线衍射特征峰，强度高和半峰全宽非常窄。研究表明，X射线衍射特征峰强度小和半峰全宽大的薄膜结构疏松，而强度高和半峰全宽非常窄的薄膜结构致密。     

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。     

磁控溅射制备氧化硅薄膜生长速率

氧化硅薄膜是半导体工业中常见的薄膜材料,通常采用化学气相沉积方法制备。但是这种制备方法存在缺欠。采用磁控溅射的方法首先在石英衬底上制备了氧化硅薄膜。研究了射频功率、氧气含量和溅射压强对氧化硅薄膜沉积速率的影响。发现沉积速率随着射频功率的增加而增加;随着氧气含量的增加,先减小后增大;当溅射压强在0.4~0.8 Pa之间变化时,沉积速率变化很小,当溅射压强超过0.8 Pa时沉积速率迅速下降。讨论了不同生长条件下造成氧化硅薄膜生长速率变化的原因。     

ZnO薄膜的制备和结构特性及应变

在SiO₂/Si衬底上面,利用射频磁控溅射方法,在不同的工艺条件下生长ZnO薄膜,然后进行热处理(600～1000℃退火).研究了氩氧比和退火温度对薄膜结晶性能的影响.薄膜的表面结构和晶体特性通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)来进行表征.结果表明:所制备的薄膜为多晶纤锌矿结构,具有垂直于衬底的c轴(002)方向的择优取向性.热处理可使ZnO(002)衍射峰相对强度增强,半峰全宽(FWHM)变小,即退火使c轴生长的薄膜取向性增强.未经退火的ZnO薄膜存在张应力,经过热处理后应力发生改变,最后变成压应力,并且随着退火温度的升高,压应力逐渐增大.     

射频磁控溅射ZnO薄膜的结构和光学特性

采用射频（RF）反应磁控溅射法在n-Si(001)衬底上外延生长ZnO薄膜。XRD谱测量显示出较强的（002）衍射峰，表明ZnO薄膜为c轴择优取向生长的。室温PL谱测量观察到了较强的紫外光发射和深能级发射。     

SO2薄膜气敏传感器光学特性的分析

采用光度法以及椭圆偏振法测量技术对掺有贵金属或过渡金属元素的SnO2薄膜以及在不同Po2/PAr比条件下制备的VOx系列的薄膜进行了系统的光学气敏特性测试。比较了各种薄膜对SO2气体的光学气敏特性,发现在一定条件下制备的SnO2/Pd、VOx薄膜对SO2气体在可见光区有很好的灵敏性,SnO2/Zr薄膜对SO2气体在近红外区有很好的的灵敏性。定性地用光学能隙的变化和自由载流子浓度的变化说明了薄膜在吸附气体后的光学性质的变化。     

ZnS衬底上GeC/GaP增透保护膜系的制备及红外光学性质

把GeC/GaP双层膜用作ZnS衬底的长波红外(8~11.5μm波段)增透保护膜系。采用射频磁控溅射法,以高纯Ar为工作气体、单晶GaP圆片为靶制备了GaP薄膜;用射频磁控反应溅射法在高纯Ar和CH4的混合气体中,以单晶Ge圆片为靶制备了GeC薄膜。分别用柯西(Cauchy)公式和乌尔巴赫(Urbach)公式表示折射率和吸收系数,对薄膜的红外透射率曲线进行最小二乘法拟合,得到了它们的厚度及折射率、吸收系数等光学常数。GaP膜的折射率与块体材料的相近,在波长10μm处约为2.9;GeC膜的折射率较小,在波长10μm处约为1.78。用所得到的薄膜折射率,通过计算机膜系自动设计软件在ZnS衬底上设计并制备出了GeC/GaP双层增透保护膜系,当GaP膜厚较大时,由于吸收增大膜系增透效果较差;当GaP膜厚较小时,膜系有较好的增透效果。     

硫化温度对ZnS薄膜生长质量的影响

采用热反应法对玻璃衬底上以磁控溅射制备的Zn薄膜进行硫化,制备出ZnS薄膜。薄膜的微观结构、物相结构和表面形貌分别采用正电子湮没技术（PAT）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）进行分析和表征。利用慢正电子湮没多普勒展宽对四个不同硫化温度下得到的ZnS薄膜样品中膜层结构缺陷进行研究,测量了薄膜中的空位型微观缺陷的相对浓度,指出445℃硫化样品中正电子注入能量在1.5~4.5 keV后S参数最小,说明该硫化温度下反应生成的ZnS薄膜结构缺陷浓度最小,膜的致密度最高。XRD结果显示薄膜在445℃以上硫化后,呈（111）择优生长趋势。从扫描电镜的结果也可以看出,在445℃硫化后,薄膜的晶粒明显地变得更大、更致密,这是因为ZnS晶胞比Zn晶胞大以及硫化过程中ZnS固相再结晶的缘故。ZnS thin films have been prepared by sulfurizing zinc thin films deposited on glass substrate by magnetron sputtering for two hours. The microstructure defects, crystallizations and surface morphology of zinc films sulfurized at different temperature were analyzed by PAT (positron annihilation technique), XRD(X-ray diffraction) and SEM (Scanning electron microscopy), respectively. For analyzing the structure defect of four samples with different sulfurization temperature, PAT has been used to obtain the relative concentration of defects. With the positron energy range of 1.5~4.5 keV, the S parameter of ZnS films is minimum. It demonstrates that ZnS films produced at 445℃ have the minimum structural defect concentration and the highest density. XRD results show that films are blende structure with the preference of (111) orientation above 445℃. And from the result of SEM, because of ZnS films recrystallization, the crystal grains obviously become large and dense at 445℃.