溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜的磁性分析

由于离子掺杂可有效改善ZnS薄膜的特性,故本研究以溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜(x=0.00,0.05,0.10,0.15),并利用XRD、PL光谱及磁性测试仪分析Ni掺杂对其磁性的影响.研究结果表明Ni掺杂量x为0.00、0.05、0.10及0.15时薄膜的饱和磁化强度随分别为6.59×10~(-6)emu/cm~3、4.61×10~(-6)emu/cm~3、3.88×10~(-6)emu/cm~3及3.52×10~(-6)emu/cm~3,即饱和磁化强度随x增加而减小.PL分析表明缺陷发光强度随x增加而减弱,能隙发光强度则随之增强,结合束缚极化子理论便知饱和磁化强度会随x增加而减小.XRD分析表示结晶品质随x增加而变好,说明薄膜中的缺陷数量会随x增加而减少,使得磁信号无法通过缺陷方式传导而导致其磁性减弱.     

溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜的磁性分析

由于离子掺杂可有效改善ZnS薄膜的特性,故本研究以溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜(x=0.00,0.05,0.10,0.15),并利用XRD、PL光谱及磁性测试仪分析Ni掺杂对其磁性的影响.研究结果表明Ni掺杂量x为0.00、0.05、0.10及0.15时薄膜的饱和磁化强度随分别为6.59×10~(-6)emu/cm~3、4.61×10~(-6)emu/cm~3、3.88×10~(-6)emu/cm~3及3.52×10~(-6)emu/cm~3,即饱和磁化强度随x增加而减小.PL分析表明缺陷发光强度随x增加而减弱,能隙发光强度则随之增强,结合束缚极化子理论便知饱和磁化强度会随x增加而减小.XRD分析表示结晶品质随x增加而变好,说明薄膜中的缺陷数量会随x增加而减少,使得磁信号无法通过缺陷方式传导而导致其磁性减弱.     

溶胶-凝胶法制备发光薄膜现状

发光薄膜在对比度、分辨率、热传导、均匀性、与基底的附着性、释气速率等方面都显示出较强的优越性,在平板显示领域具有很好的应用背景。本文结合我们的工作综述了通过溶胶－凝胶工艺制备发光薄膜的基本过程、薄膜的表征方法、发光薄膜的当前发展及应用情况。依据组成特点,溶胶－凝胶法制备的发光薄膜可分为无机发光薄膜和有机／无机杂化发光薄膜,它们的光致发光、阴极射线发光、场发射发光和电致发光等性质都已被广泛研究。我们除了采用硅酸酯为主要原料制备了一些硅酸盐基发光薄膜外,还以无机盐为主要原料通过Pechini溶胶－凝胶法制备了稀土离子掺杂的钒酸盐发生薄膜,并结合毛细管微模板技术实现了发光薄膜的图案化。最后,我们对未来溶胶－凝胶法制备发光薄膜的发展及应用情况进行了展望。     

溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及其光致发光性质

利用溶胶-凝胶法在石英衬底上制备了ZnO薄膜,通过测量样品的透射谱、X射线衍射谱、扫描电子显微镜(SEM)图像和光致发光谱研究了其结构特征和发光性质.结果表明:在衍射角2θ=34.32°处出现了对应(002)晶面的强衍射峰,ZnO膜呈多晶状态,具有六角纤矿晶体结构和良好的C轴择优取向,薄膜中颗粒的平均粒径为56nm;光致发光呈多发光峰状,有中心波长为378nm的紫带,520nm绿带,446nm附近的蓝带以及发现未见报道过的绿带以后中心波长为586nm和570nm两个弱发射峰.实验结果表明,制备的ZnO薄膜具有发光特性,但内部与深能级发射相关的结构缺陷浓度还是较高,样品中两个低能量光致发光应来源于晶粒间界的缺陷能级,多缺陷能级导致了多发射峰的光致发光谱.     

溶胶-凝胶法制备Si基ZnO薄膜的光伏特性

用溶胶-凝胶法在P型半导体Si（100）基片上生长了具有六角晶形的ZnO薄膜。SEM和XRD显示,C轴择优取向性明显,薄膜生长质量较好。ZnO薄膜的光致发光谱不仅有384.2nm的紫外波峰（FWHM=20.3nm）,而且还有649.2nm的红光波峰（FWHM=214nm）,两峰相对高度比为0.934。用波长为632.8nm的氦氖激光照射ZnO薄膜的表面,产生了明显的光伏效应。     

Mg掺杂PST薄膜的溶胶-凝胶法制备及晶相形成研究

利用溶胶-凝胶法成功制备了Mg掺杂Pb_0.4Sr_0.6Mg_xTi< sub>1-xO_3-x薄膜，利用x射线衍射仪对薄膜的物相和结构进行了分析， 用扫描电子显微镜对薄膜的形貌和断面等进行了观察.研究结果表明，薄膜以立方钙钛矿为 晶相，薄膜中晶相以团聚状颗粒存在，晶相含量受热处理条件和Mg的掺杂量所控制.Mg掺杂 对Pb_0.4Sr_0.6Mg_xTi_1-xO_3-x 薄膜晶相含量的影响与钙钛矿中的氧空位缺陷相关.在一定的掺杂范围内，由掺杂引起晶相 的晶格畸变较小时，体系掺Mg平衡了晶体内本征氧空位引入的电荷不平衡，使晶相更为稳定 ，析晶能力提高，晶体形成量随掺杂浓度的提高而提高.当掺杂浓度达到一定量时， 随着Mg 掺杂浓度增加，一方面使形成晶体时杂质浓度增加造成参与形成晶相的组成含量下降，另一 方面使进入钙钛矿结构的Mg增加，氧空位大量增加使畸变程度提高，形成的晶相不稳定，析 晶能力下降，晶体含量随掺杂Mg浓度的增加而不增反降.在相同条件下制备的Pb_{0.4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜中Mg掺量约为 x=0.01时，得到的钙钛矿相含量最高，本征氧缺陷所带入的正电荷和Mg引入时带入的负电荷 间达到平衡.此外，Mg的掺入还影响到析晶与热处理过程之间的关系.在高Mg掺量范围，Mg含 量越高，形成的晶相越不稳定，热处理时间越长，使热处理过程中分解的晶相量越多，随Mg 掺量越高和热处理时间越长，薄膜中晶相含量越低. 关键词： 溶胶-凝胶法 PST薄膜 Mg掺杂 晶相形成}     

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.     

溶胶-凝胶法制备Sr2Bi4Ti5O18薄膜及其铁电性能研究

采用溶胶-凝胶法,在氧气氛中和层层晶化的工艺条件下,成功地制备了沉积在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上的铁电性能优良的Sr2Bi4Ti5O18(SBTi)薄膜,并研究了SBTi薄膜的微结构、表面形貌、铁电性能和疲劳特性.研究表明:薄膜具有单一的层状钙钛矿结构,且为随机取向;薄膜表面光滑,无裂纹,厚度约为725nm;铁电性能测试显示较饱和、方形的电滞回线,当外电场强度为275kV/cm时,其剩余极化2Pr和矫顽场2Ec分别为24.0μC/cm2和137.8kV/cm;疲劳测试发现薄膜经过4.4×1010次极化反转后,基本没有显示疲劳.     

GaN薄膜的溶胶-凝胶法制备及其表征

采用溶胶凝胶法成功地制备出氮化镓薄膜.以单质镓为镓源制备镓盐溶液、柠檬酸为络合剂制备出前驱体溶胶,再甩胶于Si(111) 衬底上,在氨气氛下热处理制备出GaN薄膜.X射线衍射（XRD）分析及选区衍射分析（SAED）表明所制备的薄膜是六角纤锌矿结构GaN薄膜;XPS分析其表面,结果显示样品中的镓元素、氮元素均以化合态存在,且Ga：N约为1：1;PL谱分析结果表明所制备的薄膜具有优良的发光性能.     

溶胶-凝胶法纳米ZnO薄膜的绿光发射

利用溶胶-凝胶法制备了纳米ZnO薄膜,室温下测量了样品的光致发光谱(PL)和X射线衍射谱(XRD),观测到中心波长在523 nm附近的绿色荧光发射,研究了纳米ZnO薄膜的绿光发射机制,证实了纳米ZnO薄膜绿光可见发射带来自氧空位(Vo)形成的浅施主能级和锌空位(Vzn)形成的浅受主能级之间的复合。     

Fe掺杂对溶胶凝胶法制备的ZnO: Ni薄膜结构及发光特性的影响

采用溶胶凝胶法在玻璃基片上制备了ZnO及Ni, Fe共掺杂的Zn_0.95-xNi_0.05Fe_xO (x=0, 0.005, 0.01, 0.03, 0.05) 薄膜. 通过扫描电镜(SEM) 和X射线衍射(XRD) 研究了薄膜样品的表面形貌和晶体结构. 结果表明所有样品都具有(002) 择优取向, Fe掺杂导致ZnO: Ni薄膜的晶体质量变差, 晶粒尺寸减小, 但适当的Fe掺杂有利于获得致密、 均匀的薄膜. XPS测试结果表明样品中Ni离子的价态为+2价, Fe离子的价态为+2价和+3价.室温光致发光(PL) 测量表明, 所有样品均观察到较强的紫外发光峰, 蓝光双峰和绿光发光峰. ZnO: Ni薄膜的发光强度可以通过Fe掺杂进行有效调节. 进而我们讨论了Ni, Fe共掺杂ZnO样品的发光机理.     

The structural and magnetic powders prepared by properties of barium ferrite the sol-gel method

In this paper,M-type hexagonal barium ferrite powders are synthesized using the sol-gel method.A dried precursor heated in air is analyzed in the temperature range from 50 to 1200 C using thermo-gravimetric analysis and differential scanning calorimetry.The effects of the additives and the cacinating temperature on the magnetic properties are investigated,and the results show that single-phase barium ferrite powders can be formed.After heat-treating at 950 C for 4h with 3 wt% additive,the coercivity and saturation magnetization are found to be 440 Oe and 57.9 emu/g,respectively.     

Er硅酸盐化合物薄膜的相转变和光致发光特性研究

溶胶-凝胶法在Si(100)基片上旋涂法制备铒硅酸盐化合物（Er silicate）薄膜.系统研究了烧结温度和烧结时间对Er silicate薄膜相结构、相转变以及光致发光特性的影响.在1000 ℃以下,薄膜晶体结构为Er₂O₃ 晶体和SiO₂ 非晶的混合物.随着烧结温度增加到1200 ℃,保温时间增加到30 min,薄膜晶体结构转变成(100),(200)和(300)择优取向的Er₂SiO₅相. 关键词： 发光学 光学薄膜 溶胶-凝胶法 铒硅酸盐     

磁控溅镀法制备Al掺杂ZnO薄膜的特性分析

以射频磁控溅镀法在柔性聚碳酸酯基板上成长Al掺杂ZnO薄膜,利用XRD、AES、霍尔效应测试仪及单色分光计测量分析Al靶功率对薄膜光电特性的影响. XRD分析表明所有薄膜的衍射峰皆以(002)面为主,Al靶功率为25 W时(002)面衍射峰强度最大,此时薄膜结晶性最佳; AES分析表明随着Al靶功率的增大,Al含量由0 at.%增至18.01 at.%,Zn含量则由72.51 at.%降至38.39 at.%,而O含量没有太大变化,这说明Al可以取代ZnO中Zn的位置;霍尔效应测量表明Al靶功率为25 W时电阻率最小,约为7.75×10~(-4)Ω·cm,而载子浓度及其迁移率则达到最大,分别约为9.35×10~(20) cm~(-3)与8.64 cm~2/(V·s);分光计测量表明薄膜在可见光区的平均透射率可约达90%以上,说明本研究制备的Al掺杂ZnO薄膜是具有高透射率的透明导电薄膜.     

退火对ZnO:Al薄膜光致发光性能的影响

采用溶胶-凝胶工艺在石英衬底上制备ZnO:Al（AZO）薄膜,通过不同温度的退火处理,研究了退火对AZO薄膜结构和光致发光特性的影响。XRD图谱表明：所制备的薄膜具有c轴高度择优取向,随着退火温度的升高,(002)峰的强度逐渐增强,同时(002)峰的半高宽逐渐减小,表明晶粒在不断增大。未退火样品的光致发光（PL）谱由361 nm附近的紫外带边发射峰和500 nm附近的深能级发射峰组成。样品经退火后,以500 nm为中心的绿带发射逐渐减弱,而带边发射强度有所增强,并且逐渐红移到366 nm附近,与吸收边移动的测试结果相吻合。对经过不同时间退火的样品分析表明,AZO薄膜的发光特性与退火时间也有很大关系,时间过短可见波段的发射较强,但时间过长会使晶粒发生团聚,导致紫外发射峰强度减弱。     

溶胶-凝胶法制备PbS量子点玻璃的研究

采用溶胶-凝胶法合成了半导体PbS量子点掺杂的Na₂O-B₂O₃-SiO₂玻璃,研究了不同热处理工艺对玻璃结构的影响,利用多种表征手段研究了量子点掺杂玻璃中的微晶结构及其光学性能.孔径分析结果表明随着热处理温度的升高玻璃内部孔径不断减小,最终孔结构几乎完全消失;红外光谱分析表明玻璃网络结构在较低温度下己经形成,随温度的升高不断密实化; X射线光电子能谱证明了玻璃中存在PbS,高分辨透射电镜表征了玻璃基质中掺杂的微晶结构是PbS,统计计算表明,玻璃中微晶的平均粒径尺寸为3.5nm;吸收光谱分析发现,微晶掺杂玻璃的吸收边界较PbS的块体材料发生了明显的蓝移,产生了量子尺寸效应;通过Z扫描技术测得其非线性折射率γ为-2.03×10^-14cm²/GW. 关键词： PbS量子点 半导体 非线性光学效应 溶胶-凝胶法     

溶胶-凝胶法制备Li-N双掺p型ZnO薄膜的结构、光学和电学性能

采用溶胶-凝胶法在n型Si(100)衬底上沉积Li-N双掺杂ZnO薄膜,经X射线衍射和扫描电镜图片分析,所制备薄膜具有多晶纤锌矿结构和高的c轴择优取向.室温下霍尔效应测试结果显示Li-N双掺杂ZnO薄膜具有p型导电特性.在Li掺杂量为15.0at%,Li/N（摩尔比）为1∶1,700℃退火等优化条件下得到的最佳电学性能结果是：电阻率为0.34 Ω·cm,霍尔迁移率为16.43 cm²/V·s,载流子浓度为2.79×10¹⁹ cm^{-3关键词： Li-N双掺 p型ZnO薄膜 溶胶-凝胶 性能}     

Optical constants of Na-doped ZnO thin films by sol-gel method

The structural and optical properties of pure and Na-doped ZnO thin films have been investigated by X-ray diffraction (XRD), atom force microscopy and UV-Vis spectrophotometer. The crystal structure of all the thin films is the hexagonal wurtzite. The average grain size and surface roughness increases with the increase of the Na/Zn ratio. The optical band gap of the thin films decreases from 3.26 to 3.12 eV by increasing the Na/Zn ratio from 0.0 to 0.10. Transmittance spectra were used to determine the optical constants of the thin films, and the effect of Na/Zn ratio on the optical constants was investigated. With the increase of Na/Zn ratio, the refractive index decreases and the extinction coefficient increases in the 380-700 nm spectral range.     

溶胶-凝胶法制备Fe-Al2O3巨磁旋光薄膜

用溶胶-凝胶法制备了Fe-Al2O3铁磁金属-非磁绝缘体基体薄膜。实验结果表明,当Fe与Al2O3的质量比为1∶1,热处理温度为420℃时,所制备的薄膜具有最大的磁致旋光(Faraday)效应,测得的费尔德(Verdet)常数V=(6.8×104)°/(T.cm)。通过分析,得出了Fe-Al2O3薄膜巨磁Faraday旋光效应主要是由光、磁场与薄膜相互作用产生剧烈塞曼(Zeeman)分裂引起的。对影响薄膜Faraday旋光效应的各种主要因素进行了讨论。     

Effect of annealing temperature on photocatalytic activity of ZnO thin films prepared by sol-gel method

Zinc oxide thin films are deposited on Si and quartz substrates using the sol-gel method. The thin films, annealed at 400, 600 and 800 °C respectively, are characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-Vis), fluorescence spectrometer (FL) and the photocatalytic activity is tested by the decomposition of methyl orange dye under UV illumination. The results show that the mean grain size, surface-to-volume ratio, rms roughness and degradation efficiency of the thin films increases with increasing annealing temperature. In particular, ZnO thin film annealed at 800 °C exhibits the highest photocatalytic activity, degrading methyl orange by almost 88% in 180 min. Photocatalytic reaction mechanism of the ZnO thin films is discussed in detail, and the oxygen defects are proposed to be the active sites of the ZnO photocatalyst.