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BaPbO3 导电薄膜的制备、结构及性能研究

陆裕东 , 王歆 , 庄志强

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00138

以可溶性无机盐为原料, EDTA 、柠檬酸、酒石酸为复合螯合剂, 水为溶剂, 采用改进的溶胶-凝胶法制备了无裂纹、晶粒尺寸小且均匀分布的钙钛矿结构的BaPbO3 导电薄膜. 利用XRD、SEM和EDS表征方法结合薄膜方阻的测定, 具体分析了Pb/Ba比和晶粒生长情况对BaPbO3 薄膜导电性能的影响. 实验结果表明: Pb/Ba比和晶粒生长情况是决定BaPbO3薄膜导电性的两个主要因素, Pb/Ba比的上升和晶粒的长大, 都会提高BaPbO3薄膜的导电性能; 热处理次数对BaPbO3 薄膜方阻的影响与薄膜厚度有关. 在700℃下保温10min的快速热处理方法, 可以获得钙钛矿结构、薄膜方阻为5.86 Ω﹒□-1 的BaPbO3 薄膜.

关键词: BaPbO3 , ceramic , thin film , sol-gel , sheet resistance

不同退火方式对0.7BiFeO3-0.3PbTiO3薄膜的铁电性能及漏电流的影响

李海敏 , 郭红力 , 李雪冬 , 刘果 , 肖定全 , 朱建国

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01053

利用溶胶-凝胶法在LaNiO3/SiO2/Si衬底上制备了0.7BiFeO3-0.3PbTiO3(BFPT7030)薄膜, 研究了快速退火及常规退火两种不同的后续退火处理方式对薄膜铁电性能及漏电流性能的影响. XRD测试表明, 经快速退火处理的BFPT7030薄膜结晶完好, 呈现出单一的钙钛矿相. SEM测试结果显示, 经快速退火处理的BFPT7030薄膜结晶充分, 但经常规退火处理的BFPT7030薄膜表面致密性较好, 且在升温速率为2℃/min时薄膜的晶粒更细小. 经快速退火处理的BFPT7030薄膜的铁电性能较为优异, 在升温速率为20℃/s时, 其剩余极化Pr为22 μC/cm2, 矫顽场Ec为70 kV/cm, 并具有较小的漏电流. XPS测试结果表明, 经常规退火处理的BFPT7030薄膜其铁离子的价态波动较小.

关键词: 溶胶-凝胶 , BiFeO3-PbTiO3 , thin film , rapid thermal annealing , conventional thermal annealing

直流反应磁控溅射沉积CuInS2薄膜的结构与电学性质

颜畅 , 刘芳洋 , 赖延清 , 李轶 , 李劼 , 刘业翔

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01287

采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基底上制备了太阳电池用CuInS2薄膜. 以X射线能量色散谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪、冷热探针和霍尔效应测试系统对薄膜进行了表征. 结果表明, 薄膜成分可通过调整Cu靶和In靶的功率比PCu/PIn来进行调控; 而薄膜形貌则取决于靶功率比和薄膜的成分. 随着PCu/PIn的增大, 薄膜物相由富铟相向CuInS2转变. 对于CuInS2薄膜, 提高铜铟原子比[Cu]/[In]可改善薄膜的结晶质量. 但当薄膜富铜时, 过高的[Cu]/[In]又会导致薄膜结晶质量的下降. 当CuInS2薄膜为富铜与略微贫铜时, 其导电类型为P型; 且载流子浓度随[Cu]/[In]增加而增大, 并远高于其它贫铜薄膜. CuInS2薄膜的载流子迁移率明显高于富铟相薄膜; 且随着[Cu]/[In]的提高, CuInS2薄膜的载流子迁移率呈上升趋势, 而电阻率则迅速下降.

关键词: 反应磁控溅射 , CuInS2 , solar cell , electrical property , thin film

IBAD技术制备薄膜改性碳钢的耐蚀性研究

翁端 , 王日中 , 李西峰 , 张国卿

腐蚀学报(英文)

利用IBAD技术在核材料模拟基体(A3钢)上制备ZrN和ZrC薄膜,为作对比又用射频溅射法制备Teflon薄膜.对不同条件下获得的镀膜试样进行耐腐蚀性能测试.结果表明:各种膜层的耐腐蚀性能都较好;对同种材料其膜层的耐腐蚀性能随厚度的增加而增强;ZrC膜层的耐腐蚀性能远好于ZrN和Teflon膜层.

关键词: IBAD技术 , thin film , corrosion , surface modification

脉冲激光沉积MnF2薄膜的电化学性能

崔艳华 , 薛明喆 , 胡可 , 李达 , 汪小琳 , 苏伟 , 刘效疆 , 孟凡明 , 傅正文

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00145

采用脉冲激光沉积法在不锈钢基片上制备了纳米结构的MnF2薄膜. 充放电测试显示该薄膜在2μA/cm2的放电电流下, 前50次循环具有350~530mAh/g的可逆容量.在循环伏安测试中得到了0.5和1.0V的可逆氧化还原峰,分别代表了MnF2在充放电时的可逆反应. 薄膜的晶体结构和形貌采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析, 充放电后薄膜的组成与结构通过高分辨电子显微镜和选区电子衍射来表征. 实验结果揭示了纳米结构MnF2薄膜与Li的电化学反应机理, LiF在首次放电后形成的纳米粒子在过渡金属Mn颗粒的驱动下, 可以发生可逆的分解和形成. MnF2薄膜较小的极化和较高的容量使其可用作锂离子电池阳极材料.

关键词: MnF2 , thin film , pulsed laser deposition , lithium-ion batteries

退火对氧敏CeO_(2-x)薄膜结构及电子组态的影响

杜新华 , 刘振祥 , 谢侃 , 王燕斌 , 褚武扬

材料研究学报

用射频磁控溅射法制备了CeO2-x高温氧敏薄膜.用Ce3d的XPS谱计算了Ce3+浓度.研究了退火条件对氧敏CeO2-x薄膜的晶体结构及电子组态的影响XRD和AFM分析表明,薄膜经973K至1373K退火后,形成了CaF2型结构的CeO2-x,其晶粒大小明显依赖于退火条件和膜厚.退火温度在973K至1173K时,(200)晶面是择优取向的,在1373K退火4h后,可得到热力学稳定的CeO2-x,在退火前后薄膜表面存在少量Ce3+.

关键词: 二氧化铈 , thin film , structure , annealling

四方相BaTiO3薄膜的自组装制备与表征

谈国强 , 刘剑 , 苗鸿雁 , 贺中亮 , 夏傲

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00749

以(NH4)2TiF6、 Ba(NO3)2 和H3BO3为主要原料, 采用自组装单层膜(SAMs)技术, 以三氯十八烷基硅烷(octadecyl-trichloro-silane, OTS)为模版, 在玻璃基片上制备了四方相钛酸钡晶态薄膜. 改性基板的亲水性测定与原子力显微镜(AFM)测试表明, 紫外光照射使基板由疏水转变为亲水, 能够对OTS-SAM起到修饰作用. 金相显微镜观察结果显示,OTS单分子膜指导沉积的薄膜样品表面均匀, 表明OTSSAM对钛酸钡薄膜的沉积具有诱导作用; X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)表征显示, 空气中600℃下保温2h实现了薄膜由非晶态向四方相BaTiO3晶态薄膜的转化过程, 制备的钛酸钡薄膜在基板表面呈纳米线状生长, 线长约在500~1000nm之间, 相互连接的晶粒大小约为100nm. 文章同时对自组装单层膜和钛酸钡薄膜的形成机理进行了探讨.

关键词: 自组装单层膜 , BaTiO3 , thin film , formation mechanism

纳米γ-MnO_2薄膜制备及其催化性能研究

赵丽丽王榕树

无机材料学报

利用,γ-MnO2纳米粉体,通过悬浮粒子烧结法制备γ-MnO2薄膜.通过原子力显微镜、扫描电镜、BET比表面积测量及X射衍射等技术对薄膜结构进行了表征,并考察了La、PVA添加剂及pH调节对薄膜结构的影响.另外,通过H2-TPR技术比较了γ-MnO2纳米粉体与γ-MnO2薄膜的催化性能.结果表明:当La/Mn=0.15,La助剂对薄膜的稳定作用最佳;当浸涂液pH=10、PVA/γ-MNO2=7%,薄膜表面不易产生裂纹;γ-MnO2薄膜比γ-MnO2粉体的还原过程稍难、氧中心活性略低.

关键词: γ-MnO2 , thin film , additives , catalytic property

射频磁控溅射制备层状Bi-Te薄膜及热电性能研究

张志伟 , 王瑶 , 邓元 , 谭明

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.11030

采用射频磁控溅射制备了具有特殊层状纳米结构的碲化铋热电薄膜. 以Bi2Te3为靶材, 在不同基底温度和沉积时间下制备了薄膜, 并利用X射线衍射、扫描电镜和X射线能谱等对样品进行了结构和成分分析, 同时测试了薄膜的电导率和Seebeck系数. 结果表明, 基底温度是影响薄膜微结构和热电性能的关键因素之一, 较高的基底温度利于层状结构的形成和功率因子的提高, 400℃基底温度下制备薄膜的功率因子最优. 然而, 所有薄膜均显示不同程度偏离Bi2Te3的化学计量比而缺Te, 优化薄膜成分有望进一步提高薄膜的热电性能.

关键词: 碲化铋 , thin film , radio frequency magnetron sputtering , thermoelectric properties

Cu2ZnSnS4纳米颗粒及其薄膜的制备与表征

罗鹏 , 赵丽霞 , 徐键

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00079

采用热注入法, 在油胺(OLA)中合成出Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒, 并在玻璃衬底上制备了薄膜, 研究了不同合成温度对纳米颗粒生成的影响. 通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计对所得纳米晶材料的结构与成分、颗粒大小与形貌、光吸收谱进行了测试分析. 研究结果表明: 采用热注入法的最佳合成温度在260℃左右, 该温度下生成的多晶CZTS纳米颗粒尺寸约10 nm, 分散性良好, 光学禁带宽度约1.5 eV.

关键词: 热注入 , Cu2ZnSnS4 , nanoparticles , thin film , solar cells

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