掺杂单晶硅纳米梁的谐振频率特性

掺杂有利于提高单晶硅纳米材料的力学性能.本文主要通过分子动力学方法研究了掺杂浓度和尺寸对纳米单晶硅梁谐振频率的影响,结果表明:谐振频率随着单晶硅纳米梁掺杂浓度的增大而增大,但值变化很小,对梁的谐振频率影响并不明显;同时,谐振频率随着单晶硅纳米梁长度尺寸的增大而减小,随着单晶硅纳米梁厚度尺寸的增大而增大.由此可以得出结论:掺杂浓度会影响纳米单晶硅梁的谐振频率,但是影响较小,而影响其谐振频率的主要因素是纳米单晶硅梁的尺寸.     

掺杂硅基氧化薄膜光致发光特性研究

测量了用离子注入方法Ｓｉ＾＋→ＳｉＯ２,Ｃ＾＋→ＳｉＯ２,ＳｉＯ２：Ｌａ和ＳｉＯ２：Ｅｒ样品室温下的光致发光谱和相应的光致发光激发谱,结果表明它们均具有蓝,紫发光峰,且发光稳定。     

射频溅射法制备掺杂SnO2纳米薄膜的研究

采用射频反应溅射法在氧化处理后的单晶硅基片上制备SnO2纳米薄膜，并在薄膜中掺杂Sb和Pd用于改变薄膜的气敏特性．运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对薄膜的结构和表面形貌进行分析．结果表明，SnO2薄膜具有四方金红石结构，适量掺杂对SnO2薄膜结构无影响；薄膜晶粒粒径小于150nm，且粒径随退火温度的升高而增大．采用Debye—Scherrer简化公式计算了薄膜晶粒粒径，分析了计算值与SEM观测值之间产生误差的原因．经700℃的温度退火后，掺原子比Pd为2％和Sb为2％的薄膜对酒精气体具有很高的灵敏度．     

纳米氧化层在PtMn基镜面反射Spin Valve磁性薄膜中的作用和结构特征

系统地研究了纳米氧化层(NOL)在PtMn基镜面反射SpinValve磁性薄膜中的作用和其结构特征。研究发现,自然氧化和等离子氧化形成的NOL应用在SpinValve磁性薄膜中,能够提高30%SpinValve薄膜巨磁阻(GMR)变化率ΔR/R,其中等离子氧化所形成的NOL在SpinValve薄膜中的电子反射效应要比自然氧化的NOL大得多。此外,在形成NOL的氧化过程中,氧气的辐照剂量是NOL形成的重要影响因素。首次利用高分辨电子显微镜技术在原子结构像的水平上提示了NOL在不同氧化条件下的原子结构特征。研究发现,在形成NOL的氧化过程中,氧气的辐照剂量之所以关键,是由于它的大小关系到NOL中其原子结构是否变形甚至被破坏,从而影响电子反射效率,以及最终影响到巨磁阻变化率ΔR/R。实验表明,只有将那些晶体结构在氧化过程中没有任何变形或只有少许轻微的变形的NOL应用到SpinValve磁性薄膜中,才能获得最高的巨磁阻变化率ΔR/R。对于本研究中的自然氧化和等离子氧化所形成的纳米氧化层(NOL)而言,等离子氧化形成的NOL正具备了此结构特征。     

掺杂钴对锆钛酸铅铁电薄膜电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3／Si衬底上制备了Pb(Zrx，Ti1-x)O3(PZT)与PbCoy(Zr，Ti1-x)O3(PC—ZT)铁电薄膜，实验发现钴掺杂对PZT的铁电性能产生了很大的影响．不掺杂的PZT铁电薄膜剩余极化强度Pr=14.05uC／cm^2，矫顽场Ec=26．35kV／cm，而钴的掺杂有效地提高了PZT薄膜的剩余极化强度，当掺杂钴达到12%时，Pr=36．26uC／cm^2，矫顽场减小．同时，掺杂钴增强了PZT薄膜的介电性能并且减少了漏电流。     

氨对硅基铁纳米薄膜高温重凝核的影响

采用弧过滤离子沉积系统（arc filtered deposition,AFD）在纯硅表面制备铁纳米薄膜。研究了750℃下铁纳米薄膜在氢气氛围以及氨气氛围中重凝核的规律。研究表明,在氢气氛围中,铁纳米薄膜重凝核以后形成的铁纳米颗粒随薄膜的厚度增加以及保温时间的延长而增大;但在氨气氛围中,铁纳米薄膜重凝核后形成的纳米颗粒的尺寸随保温时间的变化更为复杂：在氨气作用的初始阶段,铁颗粒的尺寸随氨气作用时间的延长而逐渐变大,但一段时间以后,铁颗粒的尺寸又随氨气作用时间的延长而变小,直到铁颗粒平均直径达到一个最小值（大约在氨气介入后的12min）,随后铁颗粒的尺寸又逐渐变大,并最终达到一稳定值。     

缓冲层厚度对Ti/Si模板上生长ZnO薄膜的影响

采用常压MOCVD法,以二乙基锌和去离子水为源,在不同厚度的ZnO缓冲层上生长了一组ZnO薄膜.分别采用X射线衍射(XRD)、干涉显微镜和光致发光谱(PL)对样品的结晶性能、表面形貌和发光性能进行分析,结果表明,随着缓冲层的引入,ZnO外延膜的质量得到很大提高,缓冲层的厚度对外延ZnO薄膜的质量有很大的影响,当缓冲层厚度为60 nm时,ZnO薄膜的结晶性能最好,表现出高度的择优取向,(002)面的ω摇摆曲线半峰全宽仅为1.72°,其表面平整,表现出二维生长的趋势,室温光致发光谱中只有与自由激子复合有关的近紫外发光峰,几乎观察不到与缺陷有关的深能级发光.     

硅芯片多层薄膜折射率的测量

本文介绍一种测量透明薄膜折射率的“磨角—干涉”法。根据光干涉原理,推导了薄膜折射率的表达式n=1+△N1/△N2。此法可用于测量半导体器件和大规模集成电路芯片中的单层或多层膜的折射率。     

S-Ce共掺杂TiO_2薄膜的制备与表征

利用溶胶-凝胶法,结合浸渍-提拉技术,制备了S-Ce共掺杂TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、X线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和接触角测试等多种表征手段,研究了S-Ce共掺杂对TiO2薄膜的结构和光学、电化学、亲水性能的影响。研究结果表明:S-Ce共掺杂TiO2薄膜的吸收边向可见光范围产生了不同程度的红移,与水的接触角逐渐减小。5%S-5%Ce共掺杂TiO2薄膜的接触角仅为6°,表现出良好的润湿性,将在新型自洁净建筑材料具有广阔的应用前景。更多还原     

铅掺杂对锡电沉积物形貌的影响

采用电化学沉积，配合扫描电镜(SEM)、电子探针微分析仪(EPMA)、金相等分析技术，研究了纯Sn及Pb0.1Sn0．9的二维沉积物的显微形貌和微结构，结果表明：由于晶粒生长的择优取向，纯锡的沉积物是规则的枝晶结构；铅掺杂削弱了锡晶粒生长的择优取向性，导致枝晶主干分叉，形成“之”字形枝晶结构，为结晶学因素对生长形貌的影响提供了一个实验证据。     

C掺杂型NiCr合金薄膜的电性能和微观结构

利用闭合磁场非平衡磁控溅射工艺制备出C掺杂型NiCr合金薄膜电阻材料,获得了电性能优于NiCr合金薄膜的NiCrC薄膜电阻材料.实验结果表明:NiCr薄膜中掺杂C元素后,薄膜的择优取向由Ni(011)变为Ni(111);薄膜的缺陷和应力得以减小;薄膜中C元素具有类石墨性质.     

锰掺杂纳米氧化锌/石墨烯复合光催化剂的制备

为了提高氧化锌的光催化性能、净化水体有机污染,通过共沉淀、退火和光还原处理成功制备了锰掺杂浓度为4 at%的纳米氧化锌与石墨烯复合光催化剂,并采用扫描电镜、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱仪和紫外可见分光光度计进行表征和光催化活性测试.表征结果显示锰掺杂纳米氧化锌成功附着在石墨烯表面;掺杂后的锰离子以正三价形式存在于纳米氧化锌晶格中,同时增大了纳米氧化锌的带隙.光催化活性测试结果表明所合成的样品与纯氧化锌和纳米氧化锌/石墨烯复合材料相比具有较高的光催化性能,其光催化效率达到100%.     

纳米多孔TiO_2薄膜的制备与表征

以TiCl4为前躯体,两亲性三嵌段共聚物F38为模板剂,Si(100)为衬底,采用溶胶-凝胶法和旋涂涂膜工艺,制备了孔径可调的纳米多孔TiO2薄膜.研究了聚合物模板浓度与TiO2薄膜的纳米孔形态的关系.随着模板剂含量的增加,薄膜中介孔密度随之增加,约大于15%便发生介孔连通,连通后介孔成蠕虫状.同时,研究了不同的退火温度及退火方式对纳米TiO2薄膜晶相的影响.单次退火4h(600～800℃)为锐钛矿相、热稳定性好,而等时退火容易生成锐钛矿相/金红石相的混晶.     

基底温度对磁控溅射制备氮化钛薄膜的影响

在不同的基底温度下,采用直流磁控反应溅射法在硅基底上制备了氮化钛(TiNx)薄膜,研究了基底温度对薄膜结晶取向、表面形貌和导电性能的影响.实验结果表明:基底温度较低时,薄膜主要成分为四方相的Ti2N,具有(110)择优取向,当基底温度升高到360℃时薄膜中开始出现立方相的TiN.TiNx薄膜致密均匀,粗糙度小.随着基底温度的升高薄膜的电阻率显著减小.     

基于纳米球刻蚀的银纳米颗粒阵列和有序纳米壳层的制备

通过经引流片改进的＂漂移法＂,使单分散聚苯乙烯球胶体颗粒成功自组装形成按六角密排结构的二维胶体晶体.实验结果表明,除存在极少量的线缺陷,可得到大面积（50μm×50μm）的PS球有序排列区域.以上述聚苯乙烯球胶体晶体作为掩膜板,用纳米球刻蚀和电子束蒸镀技术相结合的方法,成功地制备了三角形的银纳米颗粒阵列.以聚苯乙烯球作为＂牺牲＂纳米球模板,得到了一种简单有效的制备碗状银纳米壳层的方法.这种方法可拓展到其他材料,可通过选择不同粒径的PS球来控制贵金属纳米颗粒的大小和制备不同尺寸的纳米壳层.     

电沉积纳米钯修饰玻碳电极对甲醛的电催化氧化

采用电化学沉积法制备了纳米钯修饰玻碳电极(Pd/GC),利用循环伏安法研究了Pd/GC电极对甲醛的电催化氧化作用,优化了实验参数,建立了一种测定甲醛的方法.在0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,甲醛的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-4～1.4×10-2 mol·L-1的范围内呈良好的线性关系,检出限为3.0×10-5 mol·L-1,相对标准偏差为3.9%,回收率为94.7%～104.0%.     

应变对纳米铜晶界迁移的影响

用分子动力学方法模拟了金属铜纳米双晶中晶界在应变作用下的迁移过程,晶界类型为〈11l〉倾侧∑19晶界。原子问相互作用力采用Finnis-Sinclair型EAM势计算。结果表明：平行于晶界方向的压应变可以促进晶界在相邻品界交互作用下发生迁移;垂直于晶界方向的压应变则不能对晶界迁移产生明显的效果。晶界迁移大致可分为两个阶段,前阶段晶界迁移缓慢,随晶界间距减小,晶界间交互作用加强,使晶界迁移显著加速。     

单质碘掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及性能

以钛酸四异丙酯和单质碘为起始原料,用改进的溶胶-凝胶法制备了掺碘的纳米TiO2的前驱体,经500 ℃煅烧得到棕黄色TiO2/I2纳米粉末.采用X射线衍射(XRD),紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱,透射电镜(TEM)等手段对TiO2/I2粉末进行了表征,并研究了其光催化性能.结果表明,掺杂的碘存在于TiO2内部纳米孔洞中,不会因为高温而被氧化;光催化降解甲基橙反应是一级反应;TiO2掺杂碘单质后对光响应波长拓展至可见光范围,对甲基橙的降解效率可提高15%以上.     

溅射气压对DC磁控溅射制备AlN薄膜的影响

采用DC反应磁控溅射法,在Si(111)和玻璃基底上成功的制备了AlN薄膜。研究溅射过程中溅射气压对薄膜性能的影响。结果表明:薄膜中原子比N/Al接近于1;当溅射气压低于0.6 Pa时,薄膜为非晶态;当溅射气压不低于0.6 Pa时,薄膜的XRD图中均出现了6方相的AlN(100)、(110)和弱的(002)衍射