气氛氧压对PLD法生长Nd:LuVO4薄膜的性能影响

采用脉冲激光沉积技术在不同气氛和氧分压下, 在抛光石英片上生长了一系列(200)面择优取向的NdLuVO4薄膜. 利用X射线衍射(XRD)分析了所制备薄膜性能, 认为成膜较为适宜的气氛为氧气, 且氧分压为20 Pa时所得到的薄膜性能较好. 利用原子力显微镜(AFM)观察了NdLuVO4薄膜的表面形貌, 分析了氧分压的存在对薄膜表面质量的影响. 利用卢瑟福背散射(RBS)分析了薄膜的组成, 发现薄膜的成分组成与靶材的成分较为一致. 利用棱镜耦合法测得了该薄膜中每条模所对应的有效折射率为2.0044和1.7098.     

铝酸盐紫色长时发光材料的研制

采用高温固相法制备了紫色长时发光材料CaAl2O4∶Eu2 , Nd3 . 研究了原料配比、激活剂和助熔剂含量、烧结温度、保温时间、还原气氛等对材料长时发光性能的影响. 当原料中Ca和Al的摩尔比为1.0∶2.3, 激活剂Eu2 含量为0.005 mol/mol, 助熔剂含量为1.6% (质量分数), 烧结温度为1350 ℃, 保温时间为4 h, 在氢气气氛下还原时, 所制得的材料的长时发光性能最佳. 当在原料中掺杂了辅助激活剂Nd3 后, 发光材料的初始发光亮度和发光时间都有了明显的提高.     

钕修饰载体的PtRu/Nd/C薄膜结构及电催化性能

采用离子束多靶溅射沉积技术(IBS),在Nd修饰的碳载体上制备了PtRu/Nd/C纳米合金薄膜作为直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂,并对PtRu/Nd/C薄膜催化剂进行了不同条件的氧化处理.应用XRD,XPS,AFM等分析手段研究了薄膜表面的成分、化学状态、结构及表面形貌,并用循环伏安法(CV)测试了薄膜催化剂对甲醇的催化氧化性能.结果表明,由于溅射产生的Pt+,Ru+和稀土Nd膜层之间的相互作用,使PtRu/Nd薄膜的表面形貌发生粗化并抑制了PtRu薄膜表层的择优生长,增大了PtRu/Nd/C薄膜催化剂的电化学比表面积,催化活性明显提高;经氧化处理后,PtRu/Nd/C催化剂表面RuO2物种数量增加,进一步提高了催化剂对甲醇的催化性能,特别是PtRu/Nd/C薄膜催化剂经40min的氧化处理后,出现异常的电流峰.     

CuInS2纳米纸阵列薄膜的制备及生长机理

采用溶剂热合成技术,以氯化铜、硝酸铟和硫脲为反应物,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为阳离子表面活性剂,草酸为还原剂,无水乙醇为溶剂,直接在掺氟的SnO2透明导电玻璃(FTO)衬底上合成CuInS2(CIS)薄膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、能量色散谱(EDS)、紫外-可见(UV-Vis)反射光谱和透射光谱对样品的形貌、结构、成分和光学性能进行分析.结果表明,在适当的反应物浓度下,在FTO衬底上形成了垂直衬底生长的、具有良好结晶性能的黄铜矿结构的CIS纳米纸阵列薄膜.CIS薄膜中Cu,In,S的原子比为1.1∶1∶2.09,在紫外-可见和近红外波段具有良好的光吸收特性,禁带宽度约1.51 eV.结合不同反应时间制备的CIS薄膜的形貌、结构和成分分析,讨论了CIS纳米纸阵列薄膜的生长机理.     

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Nd~(3+)的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)A l2O4∶Eux2+,Ndy3+(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440 nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.001 25和y=0.002 5,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaA l4∶Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1 000 m in,初始亮度大于1 200 m cd/m2,60 m in后发光粉的亮度仍然在10 m cd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaA l2O4∶Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.     

纳米二氧化钒薄膜的制备及红外光学性能

采用双离子束溅射方法在Si3N4/SiO2/Si基底表面沉积氧化钒薄膜, 在氮气气氛下热处理获得二氧化钒薄膜. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了热处理温度对氧化钒薄膜晶体结构、表面形貌和组分的影响, 利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对二氧化钒薄膜的红外透射性能进行了测试分析. 结果表明, 所制备的氧化钒薄膜以非晶态V2O5和四方金红石结构VO2为主, 经400 ℃、2 h热处理后获得了(011)择优取向的单斜金红石结构纳米VO2薄膜, 提高热处理温度至450 ℃, 纳米结构VO2薄膜的晶粒尺寸减小. FT-IR结果显示,纳米VO2薄膜透射率对比因子超过0.99, 高温关闭状态下透射率接近0. 小晶粒尺寸纳米VO2薄膜更适合在热光开关器件领域应用.     

共沉淀法制备掺钕钇铝石榴石透明激光陶瓷的研究

掺钕钇铝石榴石(Nd∶YAG)多晶透明陶瓷具有良好的化学稳定性、光学性能和耐高温性能,是一种很有前途的激光工作物质。以Al(NO3).9H2O,Y2O3,Nd2O3和NH4HCO3为原料,(NH4)2SO4为静电稳定剂,正硅酸乙酯为添加剂,采用共沉淀法和反滴定方式于1100℃合成出分散均匀、团聚程度轻、YAG立方晶相的Nd∶YAG纳米前驱体粉末,经1700℃真空烧结5 h制备出Nd∶YAG透明陶瓷材料。采用TG-DTA,XRD,TEM,FT-PL和FEG-ESEM等测试手段对Nd∶YAG陶瓷材料进行了表征。研究结果表明:前驱体粉末在800℃时为无定型态,当温度达到890℃时析出大量的YAlO3(YAP)和少量的Y3Al5O12(YAG)晶体,当温度达到1012℃时就全部转化为YAG立方晶相;前驱体纳米粉末中存在团聚。Nd∶YAG陶瓷材料的激光工作波长为1.065μm,和相同组分的单晶相比存在轻微的红移现象;随着透射光波长的增加,透光率逐渐增加,在可见光区透光率约为45%,在近红外光区透光率约为58%。     

La1.8Sr0.2CuO4/La1.9Sr0.1CuO4超导双层薄膜的制备及电学输运性能研究

采用Nd:YAG固体激光器在SrTiO3(STO)衬底上成功制备了具有c轴取向的过掺杂La1.8Sr0.2CuO4和欠掺杂La1.9Sr0.1CuO4超导薄膜。分别对薄膜的晶体结构、电学输运性能进行了研究。通过晶体结构分析表明超导薄膜沿<001>晶向生长,沉积后的薄膜超导转变温度(TC)随着薄膜厚度(20～200 nm)的增加而逐渐升高,显示薄膜由二维特征向三维特征过渡。在双层薄膜La1.8Sr0.2CuO4/La1.9Sr0.1CuO4结构中,其电学输运性能和所加电场的方向有很大关联,反映出电场的方向影响了超导薄膜中空穴载流子的扩散,进而影响了薄膜的超导转变温度和电学输运性能。     

酞菁铜旋涂薄膜的制备与气敏性能研究

本文制备了2,9,16,23-四异丙氧基和2,9,16,23-四对甲基苯氧基2种酞菁铜(CuPc(OC₃H₇-i)₄, CuPc(OC₇H₇)₄,简称为烷氧基酞菁铜和苯氧基酞菁铜),并在基片上成功制得了二者的旋涂膜。利用AFM(Atomic force microscope)、UV-Vis和FTIR对薄膜的表面形貌和谱学性质进行了分析。结果表明,以一定的旋转速度进行涂膜,可以获得较为均匀的酞菁铜薄膜,并且2种取代基团的酞菁表面形貌有着较为明显的差别。在室温下测试了2种酞菁薄膜对甲醇和乙醇气体的敏感性能,结果显示薄膜对测试的醇类有较高的灵敏度,对乙醇的灵敏度要大于甲醇,在同种测试气氛下苯氧基酞菁铜薄膜的气敏性能要高于烷氧基酞菁铜薄膜。2种薄膜对浓度为30 μL·L^-1乙醇气体的响应和恢复时间分别在30 s和60 s内。     

ZnO及其含锌混合氧化物薄膜的充放电性能研究

从充放电性能、晶体结构等方面考察了包括粉末状的ZnO、脉冲激光沉积方法制备的ZnO薄膜和含锌混合氧化物薄膜的电化学性质.结果表明,ZnO粉末制备的电极的嵌入容量随退火温度的升高而增大,掺入其他氧化物可以明显改善ZnO薄膜的电化学性能,在Ar气氛中,基片温度为400℃时,沉积的靶子成分为Zn:B:P:Al=1:1:0.5:0.5(摩尔比)的含锌混合氧化物薄膜具有较高的可逆容量,且循环性能良好.     

Cu(In,Ga)Se_2薄膜组成表面分析准确测量国际关键比对

中国计量科学研究院参加了国际关键比对K129,采用X射线光电子能谱仪(XPS)建立了测量薄膜太阳能电池材料铜铟镓硒(CIGS)薄膜组成和深度成分分布的有效方法。采用合适的条件,对CIGS薄膜进行深度剖析,提出并完善了一套XPS深度剖析数据处理方法(全计数法和相对灵敏度因子法),对薄膜组成进行了准确测量。结果表明,该方法的测量重复性良好,5次测量的相对标准偏差(RSD)均小于2%,测量扩展不确定度优于4%,与其他国家计量院的结果取得等效一致。对比研究了不同灵敏度因子来源(由参考样品获得、仪器数据库的3种来源)对CIGS薄膜组成测量结果的影响,结果表明,仪器厂商数据库自修正的灵敏度因子最接近于参考样品,可较好地对CIGS薄膜进行原子含量测量。该方法可推广用于表面分析设备深度剖析薄膜样品时定量计算薄膜成分,提高测量薄膜成分的准确度,为薄膜太阳能电池材料研发和产业化提供参考依据。     

氨水共沉淀法制备Nd∶Y2O3透明陶瓷纳米粉体

以Y2O3粗粉、Nd2O3、硝酸和氨水为原料,通过共沉淀法制备了Nd∶Y2O3透明陶瓷纳米粉体,利用热重/差热分析（TG/DTA）、红外光谱（FTIR）、粉末X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）以及能谱分析（EDS）等方法对合成的Nd∶Y2O3纳米粉体进行了表征。结果表明,在前驱物中添加适量SO4^2-离子能减轻煅烧得到的Nd∶Y2O3纳米粉体粒子的团聚,使Nd∶Y2O3纳米粒子的粒度均匀并呈球形分布。在600～1000℃煅烧3 h所得粉体粒子的粒径在20～40 nm之间,具有较好的分散性。     

基于3,4-乙烯二氧噻吩和吡咯-3-甲酸的共聚物薄膜的制备、表征及电致变色性能

以3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)和吡咯-3-甲酸(P3C)为共聚单体,EDOT和P3C分别按物质的量比1∶1,3∶1,5∶1,10∶1配比,通过电化学聚合制得了4种聚(3,4-乙烯二氧噻吩-吡咯-3-甲酸)薄膜,并依次命名为P(EDOT∶P3C)-1,P(EDOT∶P3C)-3,P(EDOT∶P3C)-5和P(EDOT∶P3C)-10.光谱电化学测试结果表明,4种共聚物薄膜都具有优良的电致变色性能,同时具有较好的电化学活性和较高的光学对比度.与聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)相比,P(EDOT∶P3C)能展示更丰富的颜色变化,如P(EDOT∶P3C)-1薄膜随着电压的变化,可呈现从暗红色、浅褐色、灰蓝色到蓝色的变化.此外,基于EDOT和P3C以及钛氧簇[Ti_7(OEt)_(19)O_5(CoBr)],我们还设计合成了含钛共聚物薄膜P(EDOT∶P3C)-1-Ti,该薄膜不仅具有电致变色性能,而且还具有电催化氧化水的活性.     

电解液成分、厚度及表面改性对旋涂法制备的BiVO_4膜层光电化学性能的影响（英文）

采用旋涂法在FTO(SnO_2∶F)导电玻璃衬底上沉积得到BiVO_4多孔薄膜用以光解水,改变前驱体的浓度和旋涂次数以调控薄膜的厚度。研究了电解液成分、膜层厚度及表面改性等因素对刚经历过退火处理的BiVO_4薄膜光电化学(PEC)性能的影响。结果表明:通过在电解液中添加适量的空穴吞噬剂Na_2SO_3,或对表面进行Co-Pi改性均能有效改善BiVO_4薄膜的PEC活性。这些措施均能有效抑制固液界面处的载流子复合反应。经Co-Pi改性的BiVO_4薄膜在0.6 V(vs SCE)偏压下,0.1 mol·L~(-1) Na_2SO_4+0.1mol·L~(-1)Na_2SO_3的电解液中展现出最高的光电流密度(4.3 m A·cm~(-2))。此外,选用一个代表性BiVO_4薄膜作为光阳极制备了一个PEC生物传感器,在检测谷胱甘肽(GSH)上表现出比较高的灵敏度。本研究证实了BiVO_4薄膜的PEC性能严重依赖着光俘获效率和载流子输运过程。     

Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2∶RE(RE=Eu,Tb)发光薄膜的制备及发光性能的研究

采用溶胶 凝胶法制备了稀土离子掺杂 (Eu3 ,Tb3 )的氧磷灰石三元稀土硅酸盐Ca2 Y8(SiO4 ) 6 O2 发光薄膜。通过X射线衍射 (XRD) ,红外光谱 (IR) ,扫描电镜 (SEM)等方法对薄膜的组成、结构、颗粒尺寸、形貌及厚度进行了研究 ,通过发光光谱对薄膜的发光性质进行了分析。XRD结果表明 70 0℃时薄膜尚处于非晶态 ,80 0℃时已开始有Ca2 Y8(SiO4 ) 6 O2 的物相形成 ,10 0 0℃时结晶已完全。这一点和红外光谱的结果相符。发光光谱测试表明Ca2 Y8(SiO4 ) 6 O2 ∶Eu3 薄膜显示了很强的红光发射 ,并以Eu3 的5D0 -7F2 (616nm)超灵敏跃迁为最强一组。Ca2 Y8(SiO4 ) 6 O2 ∶Tb3 的发射光谱由蓝光发射和绿光发射两部分组成 ,前者对应于5D3-7FJ,后者对应于5D4 -7FJ(J =6,5 ,4,3 ) ,且以5D4 -7F5(5 44nm)绿光发射为最强。     

多层膜结构BaCe0.9Nd0.1O3-δ的制备及其在常压合成氨中的应用

用干压法制备了Ni-BaCe0.9Nd01O3-δ多孔金属陶瓷阳极,并在阳极基膜上制备出致密的BaCe0.9Nd0.1O3-δ固体电解质薄膜.薄膜的厚度约为40 μm,致密均匀.测定了多层膜结构BaCe0.9Nd0.1O3-δ在干燥氮气/湿润氢气气氛中的电导率,结果表明其电导率要比厚膜BaCe0.9Nd0.1O3-δ和SrCe0.95Y0.05O3-δ(SCY)要高.将多层膜材料用于固态质子传导电池中,在常压下以氮气和氢气为原料合成了氨气.结果表明,与SCY固体电解质比较,氨的产率提高了一个数量级以上.     

ZnO纳米棒薄膜的湿化学法制备及光致发光特性

在80 ℃水浴下, 采用简易的湿化学法在不导电玻璃基底上制备了ZnO纳米棒阵列, 利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对样品的结构形貌进行了表征. 结果表明, 晶化30 min所得产物为六方纤锌矿相的ZnO纳米棒, 直径大约为80~90 nm. 为了分析不同的低温退火温度和退火气氛对其光致发光性能的影响, 研究了ZnO纳米棒薄膜在不同的后处理条件下的光致发光谱(PL). 实验结果表明, 在O₂气氛下于450 ℃退火1 h后, ZnO纳米棒薄膜的红光发射(约650 nm)强度相对在空气和5%H₂/95%N₂气氛下退火的样品变得更强, 而且该样品的激发波长范围(200~370 nm)与近紫外发光二极管(LEDs)的发射波长范围(350~420 nm)匹配得很好.     

表面接枝含氟苯乙烯共聚物的聚酯薄膜制备与表征

利用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面接枝苯乙烯和4-氟苯乙烯的共聚物.研究不同反应时间和不同配比下接枝共聚物对聚酯薄膜表面组成、结构和性能的影响.通过傅利叶变换红外光谱仪(ATR/FTIR),X-射线光电子能谱仪(XPS),凝胶渗透色谱(GPC)和扫描电子显微镜(SEM)对接枝改性前后PET薄膜的表面组成,结构和形貌进行分析;利用接触角测试和表面能计算对比研究接枝改性前后PET薄膜的表面性能.结果表明反应时间和单体百分含量对接枝百分率及接触角有一定的影响,随着反应时间的增长,聚酯薄膜表面接枝百分率增大,接触角增加,表面自由能下降.     

气相色谱-质谱技术结合化学计量学对5种动物油进行判别分析

测定了5种不同种类动物油(鸡油、牛油、鸭油、羊油和猪油)的脂肪酸组成和含量,探讨了利用动物油脂肪酸的指标对不同种类的动物油进行分类和判别的可能性。采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对5种动物油脂肪酸的组成和含量进行测定,利用SPSS 19.0统计软件进行主成分分析、聚类分析和判别分析。对5种动物油的脂肪酸进行统计、分析和对比,得出动物油的主要组成为C16∶0,C18∶0,C18∶1c-9,C18∶2c-9,12和C14∶0,这5种脂肪酸在鸡油、牛油、鸭油、羊油和猪油中的总含量分别为92.1%,93.5%,93.5%,90.6%和95.6%。5种脂肪酸的不饱和度均小于1。主成分分析降维得到3个主成分,利用主成分分析数据,依次进行聚类分析和判别分析,建立了3个动物油典则判别函数,相关系数均大于0.995,对于鸡油、牛油、鸭油、羊油和猪油的初始分类正确率和交叉验证正确率均为100%。     

酞菁氯化铟的固相合成及光敏性能

以尿素、邻苯二甲酸酐、钼酸铵和四水合三氯化铟为原料, 乙酸钠为催化剂, 采用固相法合成酞菁氯化铟, 并用元素分析、UV-Vis、IR和XRD进行了表征. 考察了反应物配比、催化剂、反应温度和时间对产率的影响, 寻找出最佳制备条件为n(尿素)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(三氯化铟)=14∶4.5∶1, 以乙酸钠为催化剂, 130 ℃下恒温0.5 h, 在220 ℃下反应4 h后, 用88％(质量分数)浓硫酸提纯. 研究了酞菁氯化铟光敏电阻薄膜的光敏性能, 结果表明, 当用0.2 g酞菁氯化铟和0.6 g PVB制备光敏电阻薄膜时, 分散介质丁酮-环己酮的最佳用量为36 mL, 其电阻灵敏度保持在1.50×10⁸以上, 积分灵敏度保持在30 μA/(lx·V)以上. 研究结果表明, 酞菁氯化铟光敏电阻薄膜具有很好的光敏性能.