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Ti掺杂的CrSi2纳米薄膜的微结构和热电性能

宋贵宏 , 柳晓彤 , 孟雪 , 王亚明 , 陈立佳 , 贺春林

人工晶体学报

利用高真空磁控溅射设备并顺序沉积Cr、Ti和Si层并随后在500℃真空退火6h,在Si(100)衬底上,获得不同Ti掺杂量的CrSi2薄膜.场发射扫描电镜观察表面形貌显示,沉积薄膜具有7~8 nm的晶粒且尺寸比较均匀,Ti含量增加,晶粒尺寸略有增加;X射线衍射谱显示沉积薄膜具有单一CrSi2点阵(111)晶面择优取向,在1.16at%到1.74at%的Ti含量范围内,随Ti含量的增加,CrSi2纳米薄膜的(111)择优取向的程度下降,同时,Ti含量增加,薄膜CrSi2点阵常数增加,这表明Ti在CrSi2晶体中以替位形式存在.随着Ti含量增加,沉积薄膜的霍尔系数降低,空穴浓度增加,同时薄膜空穴载流子的迁移率和Seebeck系数单调下降;受空穴浓度增加和迁移率降低的影响,随Ti含量增加,沉积薄膜电导率和功率因子呈现先增加达到最大值后又下降的趋势.

关键词: CrSi2薄膜 , 电导率 , 迁移率 , Seebeck系数

单斜BiVO4可见光催化降解甲基橙的形貌效应

蒋海燕 , 戴洪兴 , 孟雪 , 张磊 , 邓积光 , 吉科猛

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(10)60215-X

以硝酸铋和偏钒酸铵为无机源,NaOH为pH值调节剂,三嵌段共聚物P123为表面活性剂,采用醇-水热法制备了多种形貌的单斜BiVO4.利用X射线衍射、N2吸脱附、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见光漫反射等技术表征了其物化性质,并考察了这些BiVO4样品在可见光照射下降解甲基橙的催化活性.结果表明,表面活性剂和溶液pH值对所得BiVO4产物的粒子形貌影响很大.在醇-水热温度为180℃,pH值为2,7或10时,可分别制得多孔球状、花状和片状BiVO4;而采用P123作表面活性剂,在醇-水热温度为180℃且pH为2时可制得棒状BiVO4.BiVO4样品粒子形貌的不同导致它们的比表面积、表面氧空位密度和(040)晶面暴露率不同,其中以棒状BiVO4样品具有最高的比表面积、氧空位密度和(040)晶面暴露率以及最低的带隙能,使其对甲基橙降解表现出最好的光催化活性.可以认为,BiVO4样品对甲基橙的光催化降解反应活性存在形貌效应,棒状形貌有利于提高BiVO4的光催化性能.

关键词: 醇-水热法 , 形貌相依性质 , 可见光响应催化剂 , 单斜钒酸铋 , 甲基橙 , 降解

Bi掺杂量对Mg-Si-Sn-Bi材料热电性能的影响

宋贵宏 , 孟雪 , 杨明川 , 胡方 , 乔瑞庆 , 陈立佳

人工晶体学报

利用粉末冷压成型及真空烧结制备了不同Bi掺杂量的Mg-Si-Sn-Bi材料,并对制备材料组成和热电性能进行研究.结果表明,制备材料由Mg2Sn、Mg2Si和Mg2(Si,Sn)固溶体相组成.随测试温度的增加,制备材料的电阻率都急剧减小,这是典型的半导体特征.在研究范围内,掺杂Bi元素含量增加,制备材料的电阻率开始逐渐减小,但Bi掺杂量增加到一定值后,材料的电阻率又增加,而且掺杂后的材料电阻率都低于未掺杂的.制备材料的Seebeck系数是负值,表明这些材料都为n型半导体.对于掺杂Bi的材料,随着测试温度由室温增加到730 K,测得的Seebeck系数绝对值开始时轻微增加,约在240~270 K达到最大值,再随着温度增加,Seebeck系数绝对值又显著单调减小.对于掺杂Bi元素的材料,随Bi掺杂量的增加,Seebeck系数的绝对值先减少后增加,这是掺杂造成载流子浓度增加和散射过程加大相互竞争的结果.掺杂Bi的Mg-Si-Sn材料的功率因子都高于未掺杂的材料,且Bi掺杂量增加,制备材料的功率因子显著增加.对于1.29at% Bi和1.63at% Bi掺杂量的材料,功率因子分别在500 K和530 K存在一个极大值.

关键词: Mg-Si-Sn材料 , Bi掺杂 , Seebeck系数 , 电阻率 , 真空烧结

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