氧分压对化学气相沉积法合成ZnO纳米结构形貌的影响

本文利用化学气相沉积(CVD)法在镀有Au(10 nm)膜的单晶Si(100)上制备了ZnO薄膜,并研究了不同的氧分压对ZnO形貌的影响.借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、结晶质量和晶体生长取向进行了表征.结果表明:当O2分压较小的时候,O2只能与Zn团簇的某些界面发生反应并逐渐结晶生成层状的ZnO微米团簇.当 O2分压较大的时候,ZnO通过二次生长形成由微米柱阵列和表面无序纳米线构成的分层复合结构,并且表面纳米线的密度随着氧分压的增加而增加.高分辨透射电镜(HRTEM)和选取电子衍射(SAED)分析表明,单根纳米线是沿[001]方向生长的ZnO单晶.     

氧分压调控氧化铜薄膜生长及其表面功函数研究

本文采用反应磁控溅射法制备p型二元铜氧化物半导体薄膜,通过氧气流量调节实现Cu₂O、CuO和Cu₄O₃薄膜的可控生长。所制备薄膜的形貌与结构分别利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及拉曼光谱进行表征。经紫外可见分光光度计测量可知,Cu₂O、CuO和Cu₄O₃薄膜的带隙分别为2.89 eV、1.55 eV和2.74 eV。为进一步研究Cu₂O、CuO和Cu₄O₃薄膜的表面物理性质,基于Kelvin探针力显微镜(KPFM)技术直接测量了薄膜样品与探针尖端间的接触电位差(V_CPD),结果表明Cu₂O、CuO和Cu₄O₃薄膜的表面功函数都随着温度的升高而呈现逐渐减小的趋势。     

氧分压对ZrO2薄膜激光损伤阈值的影响

在不同的氧分压下用电子束热蒸发的方法制备了ZrO2薄膜。分别通过X射线衍射、光学光谱、热透镜技术、抗激光辐照等测试,对所制备样品的微结构、折射率、吸收率及激光损伤阈值进行了测量。实验结果表明,薄膜中晶粒主要是四方相为主的多晶结构,并且随着氧分压的增加,结晶度、折射率以及弱吸收均逐渐降低。薄膜的激光损伤阈值开始随着氧分压增加从18.5J/cm2逐渐增加,氧分压为9×10-3Pa时达到最大,值为26.7 J/cm2,氧分压再增加时则又降低到17.5 J/cm2。由此可见,氧分压引起的薄膜微结构变化是ZrO2薄膜激光损伤阈值变化的主要原因。     

ZrO2薄膜微结构及其抗激光损伤特性研究

通过分析ZrO2薄膜电子束沉积时氧压、衬底转动及温度对薄膜相结构、晶粒尺寸和粗糙度的影响,对ZrO2薄膜微结构特性与抗激光诱导损伤性能的关系进行了研究.ZrO2薄膜衬底无转动沉积时晶体以四方相为主,而转动沉积时形成具有较高激光损伤阈值的单斜相结构.薄膜晶粒尺寸和粗糙度均随氧压的升高而减小,四方相受氧压影响变化明显高于单斜相,氧压的继续升高使多晶形态向非晶形态逐渐转变.多晶结构的损伤阈值随着晶粒尺寸的减小而增高,薄膜表面粗糙度随着沉积温度的升高略有增加,且多晶结构的损伤阈值明显要高于非晶结构,ZrO2薄膜损伤阈值(E)与粗糙度(σ)基本符合关系:Eσα=β(α=1.41,β=2.25).     

施主掺杂对BaTiO_3陶瓷性能的影响

研究了在 Ba Ti O3陶瓷中添加不同浓度的施主杂质在 H2 气氛中烧结后的实验结果 ,对所得的结果进行了分析 ,结果表明 :它们具有相近的平均晶粒直径 ,在大气中氧化后 ,仍然具有典型的 U形电阻率 -施主掺杂浓度曲线。这与传统理论不完全一致。文章就晶粒尺寸随氧分压的变化关系提出了新的见解     

氧分压影响SnO_2气敏传感器响应的机理

本文报道了一种SnO_2气敏传感器敏感机理的新模型。SnO_2晶粒表面势垒由3个过程控制:(1)氧吸附(作电子受主)和脱附,(2)还原性气体吸附(作电子施主)和脱附,(3)表面氧化还原反应。据此可以很好地解释实验中发现的氧分压对气敏传感器响应的影响。     

氧分压对锰掺杂氧化锌结构及吸收性能的影响

采用直流磁控溅射的方法,在玻璃衬底上沉积了Zn0.93Mn0.07O薄膜,研究了氧分压对薄膜结构及吸收性能的影响.X射线光电子能谱(XPS)测试结果表明,Mn2 取代了ZnO中的大部分Zn2 ,但还掺杂有少量的MnO2分子.X射线衍射测试(XRD)结果显示,Zn0.93Mn0.07O薄膜都具有高度的C轴择优取向,在氧分压为0.4时,薄膜具有最小的半高宽及最大的晶粒尺寸.由于伯斯坦-莫斯效应,Zn0.93Mn0.07O薄膜光吸收跃迁过程只能在价带态和费米能级附近及以上的导带空态之间发生,与纯ZnO薄膜吸收谱线相比,吸收边产生了蓝移,同时还伴随有导带尾跃迁的发生.研究表明,这是由3d5多重能级的d-d跃迁而引起的.经过计算,氧分压为0.4时,Zn0.93Mn0.07O薄膜的禁带宽度是最大的,这可能是由交换作用的减弱而引起的.     

氧分压对Bi-2223/Ag/Ni带材中Bi-2223相形成的影响研究

在Bi-2223相的生成过程中,氧起到非常重要的作用.对Bi-2223/Ag带材而言,氧能够透过银包套在超导芯与外部环境气氛之间进行交换,因而,超导芯处的氧与气氛中氧含量相近.而对于Bi-2223/Ag/Ni带材而言,外层的包套材料为镍,氧不能扩散通过镍包套.为了使氧能够在超导芯与环境气氛之间进行交换,将带材一侧的镍去除,为氧的扩散提供一个通道.这使得氧在Bi-2223/Ag带材与Bi-2223/Ag/Ni带材中扩散条件和扩散过程是完全不同的,超导芯的氧含量的变化规律也是不一样的,必然会对Bi-2223相的生成过程产生影响.实验结果表明,在单芯Bi-2223/Ag/Ni带材中,高的氧分压不利于Bi-2223相的生成.     

氧分压对ZnO薄膜结构与光学性能的影响

采用直流磁控溅射法在不同氧分压下制备了ZnO薄膜.用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪、荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计对样品进行检测.实验表明,氧分压对ZnO薄膜的结构与光学性能影响很大.在样品的光致发光谱中,均只发现了520 nm附近的绿色发光峰,该峰随着氧分压的增大而增强.不同氧分压制备的ZnO薄膜中,氧分压为0.25Pa的样品结晶性能最好,透过率最高.     

用La2MoWO9作固体电解质的极限电流型氧传感器

采用固相反应法,制备了氧离子导体La2MoWO9和混合导体La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3,并分别作为基体材料,制成了极限电流型氧传感器。利用两端子法,对氧传感器在500℃时不同氧分压下(pO2为(0~2.12)×104Pa)电流与电压的关系进行了测量。结果表明:用La2MoWO9作为氧传感器的固体电解质材料是可行的,即可以得到极限电流平台(pO2为1.70×104Pa,I为1.5mA),且极限电流与氧分压成线性关系。