一、纳米GaSb-SiO_2镶嵌复合薄膜的制备及光学性质(论文文献综述)
闫丹[1](2020)在《磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征》文中研究表明本论文采用磁控溅射制备得到混合相Er2O3(M-Er2O3)以及纯立方相Er2O3(C-Er2O3)、Er2O3/Er复合膜以及SiC颗粒掺杂的Al2O3复合薄膜,利用共焦显微拉曼光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能量色散能谱仪以及纳米力学探针等表征手段,讨论了相结构对Er2O3的光学、热学、力学性能的影响,以及Er中间层对钢基Er2O3薄膜、SiC掺杂对Al2O3薄膜的结构和性能的影响。取得的主要结果如下:1)使用六种不同波长的激光对M-Er2O3和C-Er2O3的拉曼谱以及荧光谱进行了表征,结合群论理论、XRD测试结果、不同激光激发样品产生的光谱、以及已报道的其它具有相同晶体结构的稀土氧化物的拉曼谱,识别并归属了B-Er2O3的17个一次振动模。2)通过比较、分析M-Er2O3和C-Er2O3的荧光光谱,发现B-Er2O3与C-Er2O3的可见光范围荧光光谱存在明显不同,提出一种基于室温荧光光谱对掺Er的稀土氧化物进行快速相识别的方法。3)基于变功率荧光光谱,讨论了 532nm激光激发下Er2O3的发光机制以及Er2O3的相结构对发光机制的影响,并从温度敏感的超敏跃迁绿光与普通绿光强度比值,得到相结构与晶粒尺寸与薄膜热导率之间的关系。4)基于变温拉曼光谱,使用薄膜/各向同性衬底双层系统热传导方程解析求得各向同性钢衬底上C-Er2O3纳米晶薄膜热导率;同时使用薄膜/各向异性衬底双层系统热传导方程与边界条件,结合COMSOLMultiphysics(?)数值优化求解,给出了一种各向异性衬底上薄膜材料的热导率的测量方法。5)澄清Er中间层对钢基Er2O3薄膜微结构、纳米硬度和弹性模量以及电学性能的影响,提出Er中间层可有效避免金属衬底在后续氧化物薄膜制备中的氧化,以及阻碍或延缓氧化物与衬底之间的互扩散,因此对金属基氧化物膜的热稳定性非常关键。6)SiC的掺入明显降低了Al2O3-xSiC复合薄膜的表面粗糙度,细化了Al2O3基质的晶粒,改善了Al2O3的高温完整性。由于SiC带隙相对Al2O3更窄,其掺入恶化了复合薄膜绝缘性,但掺入量为3.4at%的样品依旧满足核聚变反应堆包层涂层的绝缘性要求。900℃退火促进了 SiC颗粒晶化,当SiC掺入浓度为3.4at%时,900℃退火后的复合薄膜硬度和弹性模量分别提升62%和25%;但当SiC掺入浓度高于14at%时,复合薄膜纳米力学性能明显下降。
刘家敏[2](2020)在《纳米二氧化硅改性聚合物液晶复合薄膜的制备及性能研究》文中指出液晶聚合物薄膜既具有液晶的热-色效应,又具有聚合物的成膜性。通过纳米二氧化硅改性提高材料对红外光的吸收性,改性后的液晶复合薄膜可推进红外探测器的发展。本文分别以NOA65、RM257/MMA、PVA和RM257/V40BC为聚合物基底,以手性化合物S811掺杂向列型液晶5CB形成的手性向列型液晶为液晶材料,通过纳米二氧化硅改性,制备了不同聚合物基底的液晶复合薄膜。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和X射线衍射仪(XRD)对薄膜性能进行表征。主要研究内容如下:(1)以NOA65为预聚物,以5CB与S811配制的手性向列型液晶为液晶材料,通过紫外聚合,成功制备了三种不同配比的NOA65基聚合物分散液晶薄膜。采用纳米SiO2对其改性,研究了纳米SiO2改性对薄膜性能的影响。结果表明,纳米SiO2改性使薄膜对红外吸收的范围扩大,提高了各组分之间的相容性,降低了薄膜的结晶度,最高热分解温度由349.9℃升高至618.7℃,最高失重率由95.2%降低至82.2%。(2)以RM257和MMA混合物作为预聚物,以5CB与S811配制而成的手性向列型液晶作为液晶材料,通过紫外聚合,成功制备了三种不同配比的RM257-MMA基聚合物分散液晶薄膜。采用纳米SiO2对其改性,研究了纳米SiO2改性对薄膜性能的影响。结果表明,纳米SiO2改性使薄膜对红外吸收的范围扩大,降低了各组分的相容性和结晶度,最高热分解温度由444.2℃升高至451.4℃。(3)以PVA为聚合物基底,以5CB与S811配制而成的手性向列型液晶作为液晶材料,利用溶胶-凝胶法制备的纳米SiO2对薄膜进行改性,分别添加十六烷基三甲基溴化铵和乙基三甲氧基硅烷,对薄膜的性能进行表征。结果表明,向复合体系引入乙基三甲氧基硅烷可以大大提高SiO2/PVA/LC薄膜中各组分的相容性。通过红外光谱发现该薄膜具有优异的双波段中红外吸收性能,波段为3.0~3.2μm和8.2~10.8μm,最高吸收率为99.0%。同时,也提高了复合材料的熔点,与纯PVA薄膜相比较,复合薄膜的熔点从90.3℃升至135.2℃。通过PDLC的电光性能分析发现,加入乙基三甲氧基硅烷改性后的复合薄膜的电光性能明显得到了提高,当电压为16V时,其最高透过率可达86.77%。(4)以V40BC和RM257为预聚物,采用一步法合成了一种热致向列型液晶高分子薄膜。分别采用向列型液晶5CB和手性剂S811配制而成的手性向列型液晶和纳米SiO2对薄膜改性,研究改性后液晶复合薄膜的性能。结果表明,通过手性向列型液晶和纳米SiO2对薄膜进行改性,改性后提高了薄膜的热稳定性。
郭瑞康[3](2020)在《纳米银局域增强SPR生物传感器的研究》文中研究说明光波导表面等离子体共振(CPWR)是利用波导边界处的消逝波来激发表面等离子体激元,使波导中的光场能量耦合到表面等离子体激元(SPP)中以产生表面等离子体共振(SPR)的现象;本文将BK7棱镜与Ag/a-SiO2结构相结合,在a-SiO2波导层表面处镶嵌Ag纳米颗粒以构成Ag/a-SiO2/a-SiO2:Ag结构新型CPWR生物传感器,利用Ag纳米颗粒在光波场下激发的局域表面等离子体共振(LSPR)与CPWR共振耦合以增强生物传感器的特征指标。在原结构基础上加一层薄电极(ITO),金属Ag在电场作用下发生电化学金属化(ECM)效应,以影响生物传感器特征指标的变化。论文得出如下主要结论:(1)波长模式检测方式下,Ag/a-SiO2/a-SiO2:Ag结构新型CPWR生物传感器因a-SiO2:Ag中Ag纳米颗粒产生LSPR效应,从而使新型CPWR传感器的特征指标优于无Ag纳米颗粒型CPWR传感器,具体为共振深度变大、灵敏度增加以及品质因数(FOM)增加。(2)偏压下的Ag/a-SiO2/a-SiO2:Ag/ITO与Ag/a-SiO2:Ag/a-SiO2/ITO两种结构都表现出了ECM机制,虽此时生物传感器的共振深度、FWHM、品质因数变差;但其中Ag/a-SiO2:Ag/a-SiO2/ITO结构的SPR生物传感器在正、负偏压情况下实现了特征指标的调谐。
张景[4](2018)在《光伏用空心球二氧化硅减反射膜的制备及其功能化研究》文中提出用于光伏组件封装玻璃或聚合物薄膜的减反射膜在提高组件发电效率上具有重要作用。光伏组件在地面和空间应用中面临复杂而恶劣的环境,这对减反射膜提出了诸如防潮、自清洁、防雾、防结冰、防刮擦、防尘抗污以及抗原子氧等多方面的功能需求。本论文以空心球SiO2纳米颗粒减反射膜为对象,系统研究了空心球SiO2减反射膜的低温制备及其在柔性聚合物衬底上的应用,和空心球SiO2减反射膜的在空间应用时的抗原子氧特性以及地面应用时的防潮、自清洁、防尘抗污等多功能特性,主要研究成果如下:一、提出了利用双氧水氧化作用低温去除空心球SiO2减反射膜模板剂PAA的方法,实现了在不超过100℃的条件下制备空心球SiO2减反射膜。基于该低温制备工艺,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性衬底上制备了空心球SiO2减反射膜,相比于空白PET衬底,在波长300-1200 nm范围的平均透过率提升7.59%。二、基于空心球SiO2薄膜的低温制备工艺,通过转移法,实现了空心球SiO2/PI复合薄膜的制备,有效地提升了PI的光学、力学以及抗原子氧特性:在400-1600 nm光波长范围的平均透过率从原始PI的90.80%提升至92.43%;杨氏模量和硬度从3.1 GPa和0.26 GPa分别提升至7.1 GPa和0.51 GPa;经过6.05×1020atoms/cm2的原子氧刻蚀试验后,复合薄膜质量损失仅为35μg/cm2,相比于原始PI的质量损失1129μg/cm2低两个数量级。三、通过对双硅源前驱体溶胶体系中化学修饰和杂化反应过程的研究和调控,成功制备了具有高温稳定性的防潮耐刮擦空心球SiO2减反射膜。经400°C退火1小时的减反射膜,在400-1100 nm波长平均透过率达到97.21%,相比空白玻璃提升5.96%,水接触保持在105°;1000次往返洗刷对其透过率无影响,120小时高加速温湿压测试(约相当于传统5000小时双85温湿测试)平均透过率的相对衰减仅为0.6%,为目前所报道的最佳值。四、设计进行两组对比实验,一组为空心与实心SiO2减反射膜,另一组为亲水与氟基和甲基修饰的两种疏水空心SiO2减反射膜,系统研究了孔隙结构、表面粗糙度以及表面化学状态对减反射膜自清洁、防尘特性的影响规律。结果表明:(1)具有空心封闭孔隙以及粗糙表面的相比于实心开放孔隙表面平整的减反射膜具有更好的防尘特性;(2)亲水减反射膜在宁波的气候条件下显示出自清洁特性,而两种疏水减反射膜未表现出该特性;(3)氟基修饰的减反射膜表面存在-0.11至-0.15 kV的静电势,致其容易通过静电作用吸附环境中的粉尘。经室内粉尘试验,其平均透过率衰减量为2.32%,明显高于空白玻璃的1.72%,因而不具备防尘特性;而甲基修饰的减反射膜表面无静电势,室内粉尘试验显示其平均透过率衰减仅为0.25%,比亲水减反射膜0.5%的衰减量更低。上述研究成果均未见文献报道。所取得的研究成果,为空间太阳电池阵列中所用的柔性透明PI提供了一种提高光学透过率和抗原子氧特性的新方法,为减反射膜在地面光伏组件应用中与复杂环境因素相互作用的研究提供了实验支撑和解决方案。
邢少敏[5](2015)在《磁控溅射制备NPs-Cu/SiO2纳米多层膜的结构和光学性能研究》文中研究说明金属纳米颗粒分散氧化物薄膜是一种新型光学功能材料,它是由纳米尺寸的金属颗粒镶嵌在介质载体中形成的一种复合材料。金属纳米颗粒具有表面等离子体共振、光致发光、增强拉曼信号等光学特性,其中表面等离子体共振是其最主要的光学响应特性。由于纳米金属颗粒的表面等离子体共振效应(SPR效应)使得薄膜表现出较强的非线性光学效应,并且具有较高的非线性极化率和超快的时间响应等特点。这种特性使纳米金属颗粒分散氧化物薄膜在太阳能电池选择吸收层、光学玻璃以及光学传感器等光学元件领域具有广泛的应用前景。本文采用射频和直流磁控溅射交替沉积技术,在不同Cu靶功率和衬底温度下制备了NPs-Cu/SiO2纳米多层薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见分光光度计(UV-VIS)等测试手段对薄膜的结构和光学性能进行了表征和分析,研究了Cu靶功率、衬底温度及Cu层数对NPs-Cu/SiO2薄膜的结构及光吸收性能的影响。同时,进行原位氧化得到了 NPs-CuO/SiO2纳米多层薄膜,研究了 Cu靶功率、热处理温度和CuO层数对NPs-CuO/SiO2薄膜的结构和光学性能的影响。研究结果表明:室温下沉积的Cu/SiO2纳米多层膜中Cu层基本为连续结构,且随着Cu靶功率的增加其连续性变好。对基体加温后,薄膜晶化程度明显改善,Cu颗粒呈球状且均匀地分布在SiO2基体中。NPs-Cu/SiO2纳米多层膜在可见光区590~660nm有良好的光吸收性能。随着Cu靶功率增加,SPR峰发生红移;随着衬底温度增加,SPR峰发生蓝移;随着Cu层层数的增加,Cu纳米颗粒的表面等离子体共振吸收现象发生层间耦合作用,SPR峰先蓝移后红移再发生蓝移。对于NPs-CuO/SiO2纳米多层膜,大气氧化条件下得到的NPs-CuO/SiO2纳米多层膜的结晶程度较高,薄膜主要结晶相为单斜晶系CuO相。氧化态NPs-CuO/SiO2纳米多层膜在波长为380 nm附近出现明显的光吸收峰。随着Cu靶功率的增加,CuO颗粒尺寸增加,由于CuO表面缺陷的存在,光吸收峰发生蓝移。随着CuO层数的增加,CuO吸收峰的强度增加,峰位并没有发生变化。此外,CuO薄膜还具有良好的光催化性能。对NPs-Cu/SiO2及NPs-CuO/SiO2纳米多层膜的研究结果表明,通过调节Cu靶功率和衬底温度可实现对Cu纳米晶粒尺寸的控制,从而进一步调控纳米复合膜的表面等离子体共振吸收峰。
莫玉珍[6](2015)在《纳米颗粒镶嵌功能薄膜的力、电、光、磁性能模拟研究》文中进行了进一步梳理关于纳米颗粒镶嵌薄膜材料的制备方法及力、电、光和磁性能的实验研究已经有很多。但是,镶嵌纳米颗粒对功能薄膜材料性能影响机理的认识还不够充分,这将成为纳米薄膜领域需要深入探索的一个难点和重点方向。目前,有关纳米颗粒镶嵌薄膜的计算机模拟主要着重于其光学和电学性能的研究,并取得一定的成果,但其力学和磁学性能方面的研究还比较少,纳米颗粒对功能薄膜确切的发光激励机制和导电性影响机理仍是一个有待进一步探索的问题,本文结合第一性原理计算方法,利用Materials Studio软件对纳米颗粒镶嵌功能薄膜的光学、电学、力学和磁学等性能进行模拟研究,模拟计算了多种纳米颗粒镶嵌功能薄膜的光、电、力、磁性能参数,探讨了镶嵌纳米颗粒对功能薄膜材料的性能影响机理。本文利用Materials Studio软件的CASTEP模块进行如下模拟研究:1.对碳(C)纳米颗粒镶嵌基体碳化硅(β-Si C)的纳米颗粒镶嵌薄膜的力学性能进行模拟研究,得到镶嵌纳米颗粒前后体系的杨氏模量、体积模量、剪切模量、泊松比、拉梅常数、各向异性因子、硬度等。结果表明:碳纳米粒子在一定程度上可以提高β-Si C的力学性能;对C/β-Si C镶嵌薄膜的应力应变关系进行分析,得到其X、Y、Z三方向的应力应变曲线很接近,表明该薄膜体系可以视为各向同性材料。2.以半导体碳化硅(β-Si C)为基体,掺杂入钇(Y)原子,构成单原子替位式掺杂结构的Y/β-Si C纳米薄膜,研究其磁学性能。模拟得到Y/β-Si C薄膜体系的磁矩、磁矩分布和上下自旋的态密度图和能带结构图,结果显示该薄膜体系产生了铁磁性,并分析了掺杂Y原子使β-Si C表现出铁磁性的机理。3.通过对掺杂式Y/β-Si C纳米薄膜施加三向压缩载荷,得到Y/β-Si C纳米薄膜的磁矩随静水压缩应力的变化规律。4.在方石英Si O2中镶嵌磷(P)纳米颗粒,对P/Si O2纳米颗粒镶嵌薄膜的光电性能进行模拟,得到P/Si O2镶嵌薄膜的电学性能(能带结构图、态密度图、电子密度、布居数、复介电函数、光电导率)和光学性能(折射率、光吸收谱、反射率、耗散函数),并分析P纳米颗粒对P/Si O2镶嵌薄膜光电性能的影响机理。结果表明:在Si O2中镶嵌P纳米颗粒,在一定程度上可以提高Si O2的光电性能。5.研究磷(P)纳米颗粒含量对P/Si O2纳米颗粒镶嵌薄膜光电性能的影响。建立两个超胞大小相同的方石英Si O2超胞模型,分别在其中镶嵌尺寸不同的P3及P5纳米晶粒,再建立一个超胞大小不同于以上薄膜超胞的2P3/Si O¢模型,模拟计算三种P/Si O2薄膜模型的光电性能并对其进行比较分析。结果表明:当纳米晶粒尺寸和超胞大小在一定范围内时,纳米颗粒含量越大,纳米颗粒镶嵌薄膜的导电性、光吸收性能越强,介电常数、光电导率越大。
张培[7](2014)在《纳米硅量子点与掺氧非晶氮化硅膜的结构与光学性质研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着多种硅基光子学器件相继研制成功和其性能的不断提高,硅基单片光电集成引起了国内外研究者的广泛重视与关注,并逐步成为“后摩尔时代”一个可能的发展方向。但迄今为止,作为硅基单片光电集成的关键部件之一的硅基光源的实现是目前科学界面临的最大挑战。同时,提高和改善硅基材料的结构与光学特性,也成为进一步发展硅基光子学器件的重要研究内容。因而,对纳米硅及新型硅基发光材料进行探索,研究其线性与非线性光学性质,是当前一个值得深入探讨的研究课题,具有重要的理论和实际意义。本论文的工作主要包含两个方面,第一部分是我们在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中制备了厚度可控的非晶硅/二氧化硅多层结构,利用高温退火技术获得了纳米硅量子点/二氧化硅(nc-Si/Si02)多层薄膜材料,研究了不同退火温度下多层膜结构的变化,在此基础上,对nc-Si/Si02多层膜的线性和非线性光学特性进行了系统研究。第二部分是我们在PECVD系统中沉积了掺氧非晶氮化硅(a-SiN:O:H)薄膜,研究了在不同衬底温度和稀释气体条件下所制备的a-SiN:O:H薄膜的结构和光学特性,发现通过改变生长条件可以使得a-SiN:O:H薄膜的发光特性产生变化,并探讨了其中可能的复合发光机理。同时研究了a-SiN:O:H薄膜的结构和光学特性随退火温度的变化特性。论文的主要研究结果和创新点有:1.我们在PECVD系统中制备了厚度可控的非晶硅/二氧化硅多层结构,利用高温退火技术获得了纳米硅量子点/二氧化硅(nc-Si/Si02)多层薄膜,通过Raman和高分辨率透射电子显微镜技术对制备样品的微结构进行了表征,发现nc-Si/Si02多层膜在高温退火后保持了界面平整陡峭的层状结构,而且随着退火温度的升高,nc-Si尺寸增大且晶化率提高。在325nm紫外光源激发下,观察到了一个位于900nm处的发光带,认为其与nc-Si/Si02的界面态相关。采用Z-扫描技术对nc-Si/SiO2多层膜在脉宽为50fs的激光作用下的非线性光学特性进行了研究,观测到经过不同退火温度处理后,材料的非线性光学吸收从双光子吸收转变为饱和吸收的特性,同时,材料的非线性折射率特性也由自散焦转变为自聚焦。而通过改变非晶硅子层厚度,材料的非线性光学吸收可以从饱和吸收转变为反饱和吸收,同时非线性折射率特性则由自聚焦转变为自散焦的特性。用nc-Si/Si02的界面态和两步吸收过程解释了相应的实验现象。测得材料的非线性折射率系数n2和非线性吸收系数β分别在10-12cm2/w和10-7cm/w数量级,相比以前报道的镶嵌于二氧化硅中的纳米硅材料,其非线性光学系数提高了一个数量级。2.我们用Z-扫描技术,分别采用ns,ps和fs脉宽激光器作为激发源,来研究nc-Si/Si02多层薄膜在不同脉宽激发下的非线性光学特性。当选用波长为532nm,脉宽为8ns的激光作为激发光源时,样品具有饱和吸收和自散焦特性,测得样品的非线性吸收系数和非线性折射率系数分别为-1.0×10-3cm/W和-7.9×10-8cm/W。而当样品在波长为1064 nm,脉宽为25ps的激光激发下,当光强由1.75×109W/cm2增大到5.72×109W/cm2时,材料的非线性光学吸收由反饱和吸收转变为饱和吸收,且随着激发光强的进一步增大,其非线性吸收系数逐渐增大,而样品始终保持自散焦特性且非线性折射率系数逐渐增大,并测得材料的非线性折射率系数n2和非线性吸收系数β分别在-10-10cm2/W和-1 0-6cm/W数量级。而当样品在波长为800 nm,脉宽为50fs的激光激发下,当光强由3.54×1011W/cm2增大到3.54×1012W/cm2时,其非线性光学吸收由反饱和吸收转变为饱和吸收,且随着光强的继续增大,其非线性折射率系数逐渐增大。我们认为这反映了在不同脉宽激发下,不同的非线性光学响应过程使得材料呈现了不同的非线性光学性质。在ns脉宽激光作用下,单光子共振吸收和自由载流子的散射效应占据主导。在ps和fs脉宽激发光作用下,存在两步吸收和饱和吸收的竞争作用,由竞争所引起的自由载流子效应的变化是样品呈现不同非线性光学特性的主要原因。3.我们分别在不同衬底温度(100℃和250℃)和不同的稀释气体(H2和Ar气)条件下用PECVD系统制备了 a-SiN:O:H薄膜。利用X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对制备的薄膜的组分及化学键合组态进行了表征,并比较分析在不同制备条件下,薄膜的发光性质的变化。我们发现在低温条件下(100°C)制备的薄膜中H和O的含量较高,光学带隙较大。而在高温条件下(250°C)制备的薄膜光学带隙较小。与此对应,薄膜的发光峰位也发生了移动。通过变温荧光光谱及时间分辨荧光光谱的测试,我们给出了“快态”与“慢态”两个荧光衰减过程,分别在ns与μs量级。而在Ar气稀释条件下制备的薄膜光学带隙最小,由于结构无序度增大,非辐射复合速率降低,导致辐射复合寿命变长。4.研究了热退火对Ar气稀释条件下制备的a-SiN:O:H薄膜的影响,观察到随着退火温度的升高,Si-H和N-H键的含量逐渐减少,Si-N键的含量增多的现象,且薄膜经过1000℃退火后仍然具有非晶态的结构特征。测试了样品在波长为325nm的氙灯激发下的光致发光特性,发现随着退火温度的升高,发光峰位红移,发光强度减弱,而经过10000C退火的样品在430nm附近有一个新的发光峰出现。当样品在波长为375nm的ps激光激发下,其快态寿命相差不大。而在波长为410 nm的ns激光激发下,随着退火温度的升高,慢态的寿命逐渐减小。我们认为在退火的过程中,Si-H和N-H键的断裂,使得非辐射复合中心的数量增多,增大了非辐射复合的速率,导致样品的发光强度减弱。同时,在1000℃退火后的样品的发光机制与未退火和800℃退火后的样品相比也发生了变化。
冯砚艳[8](2012)在《非线性光学复合薄膜的电化学—溶胶凝胶制备》文中认为非线性光学(NLO)材料广泛应用于光信息技术、激光技术、材料分析、纳米光子技术等诸多方面,研发性能优良的三阶NLO材料具有重要意义。本论文将电化学-溶胶凝胶法应用于Te/TeO2-SiO2复合薄膜和Cu/SiO2透明复合薄膜的制备,并对复合薄膜进行了组成和结构的表征,研究了复合薄膜的三阶非线性光学性能。分别以异丙醇碲(Te(OPri)4)和二氧化碲(TeO2)为碲源,以正硅酸乙酯为硅源,配制了透明稳定的TeO2-SiO2复合溶胶,并以复合溶胶为电解液采用电化学-溶胶凝胶法制备了透明薄膜,电化学、SEM/EDS和XRD结果表明薄膜为Te/TeO2-SiO2复合薄膜,Te颗粒镶嵌在TeO2-SiO2凝胶复合薄膜中。采用Z-scan法测试复合薄膜的三阶非线性光学性质,结合线性光学参数和厚度值,得到复合薄膜的三阶非线性极化率(3),其值达到107106esu,NLO性能优良。以氯化铜和正硅酸乙酯为前驱体,配制了透明稳定的CuCl2-SiO2复合溶胶,并以其为电解液,采用电化学-溶胶凝胶法制备了透明薄膜,电化学、SEM/EDS和XRD将薄膜表征为Cu颗粒镶嵌在SiO2凝胶薄膜中形成的Cu/SiO2复合薄膜。Z-scan和线性光学测试结果表明复合薄膜的三阶非线性极化率(3)达到107106esu,NLO性能优良。采用循环伏安法和计时安培法分别研究了Te在TeO2硅溶胶和水溶液中、Cu在CuCl2硅溶胶和水溶液中,于玻碳电极上的电沉积和电结晶行为;采用吸附-成核模型解析了电流-时间暂态曲线。结果表明,硅溶胶促进了TeO2的还原过程,Te在硅溶胶和水溶液中的电结晶机理为扩散控制下的瞬时成核三维生长(3DI),在相同电位下硅溶胶中Te的晶核数密度较水溶液中小;Cu2+还原为Cu+在硅溶胶中较水溶液中容易,Cu的电结晶机理在硅溶胶和水溶液中都为扩散控制下的连续成核三维生长(3DP),Cu2+在水溶液中的扩散系数较硅溶胶中的大,但相同电位下在硅溶胶中的饱和成核数密度高于水溶液中。
李强[9](2011)在《Te/TeO2-SiO2复合薄膜的电化学—溶胶凝胶法制备及其非线性光学性能研究》文中认为TeOx基非线性光学薄膜材料具有优良的非线性光学性能,在光通讯、光计算机、光信息处理等方面具有良好的应用前景。电化学-溶胶凝胶法制备薄膜结合了溶胶凝胶法和电沉积法的优势,能够制备出结构和性能优异的复合薄膜材料。本论文以TeO2-SiO2复合溶胶作为电解液,利用电化学-溶胶凝胶法在ITO导电玻璃基底上制备了Te/TeO2-SiO2复合薄膜;该薄膜经过热处理制备出了α-TeO2-Te/TeO2-SiO2复合薄膜;采用Z-scan方法研究了这两种薄膜的三阶非线性光学性能。以正硅酸乙酯和异丙醇碲为先驱体在真空手套箱中成功制备出了澄清透明的TeO2-SiO2复合溶胶,而且溶胶在空气中能长期保持稳定,为电化学制备薄膜提供了基础。采用循环伏安、Tafel曲线、交流阻抗电化学方法研究了在TeO2-SiO2复合溶胶中制备薄膜的机理。循环伏安结果表明,TeO2-SiO2体系的电化学诱导溶胶凝胶过程中包含了Te的电沉积:在析氢电位下,阴极表面区域pH值升高的诱导作用使得在电极表面生成了TeO2-SiO2复合凝胶薄层;与此同时发生了Te的电沉积,使Te共沉积于TeO2-SiO2薄膜中,从而形成Te/TeO2-SiO2薄膜。采用Tafel曲线测试了复合溶胶体系中的Te电沉积过程的动力学参数,其交换电流密度为9.66×10-7 A-cm-2,传递系数α=0.149。电化学阻抗谱显示在阴极电位下电极表面能够生成薄膜,电化学阻抗谱中存在的较大弥散效应表明制备的薄膜是镶嵌结构。SEM/EDX表征结果表明:采用恒电位法制备的Te/TeO2-SiO2复合薄膜中镶嵌了大量Te单质颗粒,其粒径为100 300 nm。薄膜中的Te/Si比值随沉积电位和沉积时间不同而变化,在中间电位(-0.8 V附近)处Te/Si比值最高并且Te/Si比值随沉积时间相对较稳定;而在较正(-0.1 V, -0.4 V)和较负电位(-1.5 V)下Te/Si比值较低;在较正和较负电位下,随着沉积时间延长,薄膜中的Te/Si比逐渐升高。随着沉积时间延长,薄膜中的Te颗粒逐渐长大,颗粒形状由圆球形逐渐长大成六棱柱状。XRD、TG结果表明,制备的Te/TeO2-SiO2复合薄膜经过热处理后,由于Te颗粒在空气中部分被氧化成α-TeO2,从而可得到α-TeO2-Te/TeO2-SiO2复合薄膜。采用Z-scan法测试了薄膜的非线性折射系数、非线性吸收系数和三阶非线性极化系数。制备的薄膜都属于自散焦、饱和吸收材料,Te/TeO2-SiO2复合薄膜的三阶非线性极化系数χ(3)达到10-14 (m/V)2(或10-6 esu),α-TeO2-Te/TeO2-SiO2薄膜也具有同等量级的非线性极化系数,两者都远高于碲酸盐玻璃类材料。凝胶薄膜中的TeO2和镶嵌其中的α-TeO2都具有[TeO4]单元的三角双锥结构,这是产生高非线性极化的原因之一,此外,薄膜中镶嵌的具有良好导电性的Te晶体颗粒也起到了重要作用:一方面,颗粒表面等离子体的共振吸收对非线性光学效应有巨大的放大效果;另一方面,Te颗粒中的自由电子在电磁场作用下发生定向移动,生成强的电偶极子,从而产生很强的极化。
储建根[10](2010)在《应力对纳米晶光电性能影响的研究》文中研究表明镶嵌在母体基体中的纳米晶会受到明显的应力作用。所以探究纳米晶在生长过程中受到的应力在对其光学和电学性能的影响,对未来的技术应用有重要的意义。在本文中,通过二维有限元计算软件ANSYS对纳米晶镶嵌母体材料的中生长过程中由于热膨胀错位产生的应变分布进行模拟分析。本文通过使用脉冲激光沉积技术,制备出几种不同的纳米晶复合薄膜材料,采用拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光谱(PL)和C-V等检测技术对所沉积和退火后的薄膜表面形貌、微观结构和光电特性进行表征和分析。同时,通过大型有限元计算软件ANSYS10.0的模拟结果,我们发现由于母体材料和纳米晶材料的杨氏模量和泊松比不同,在纳米晶的生长过程中,同种纳米晶在不同母体环境中受到的应力大小和不同纳米晶在相同母体环境中所受的应力大小都是有差异的,这就导致了在纳米晶的生长过程中,在其内部或者界面处会形成一些缺陷来缓冲这种应力。纳米晶受到的应力越大,产生的缺陷越多。PL结果和C-V特性也都表明缺陷对纳米晶的光致发光性能和电存储性能都有直接的影响。
二、纳米GaSb-SiO_2镶嵌复合薄膜的制备及光学性质(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米GaSb-SiO_2镶嵌复合薄膜的制备及光学性质(论文提纲范文)
(1)磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 稀土元素的结构特点与价态 |
2.1.1 稀土离子电子结构 |
2.1.2 稀土离子的激发 |
2.1.3 光致发光原理 |
2.1.4 稀土氧化物 |
2.2 Er_2O_3的光谱特性 |
2.2.1 Er~(3+)发光对晶体场的依赖 |
2.2.2 退火对发光的影响 |
2.2.3 拉曼光谱 |
2.3 聚变堆实验包层涂层的研究进展 |
2.3.1 Er_2O_3涂层 |
2.3.2 Al_2O_3涂层 |
2.3.3 SiC涂层 |
2.4 复合涂层研究进展 |
2.4.1 Al_2O_3/Al与Al_2O_3/Al_xO_(1-x)/Al功能梯度涂层 |
2.4.2 SiC/Al_2O_3 |
2 .4.3 Al_2O_3陶瓷增韧 |
2.5 制备手段 |
2.6 本章小结 |
3 样品制备与表征方法 |
3.1 薄膜制备 |
3.1.1 磁控溅射制备薄膜 |
3.1.2 样品热处理 |
3.2 表征方法 |
3.2.1 表面与断面表征 |
3.2.2 成分表征 |
3.2.3 结构表征 |
3.2.4 光致发光光谱 |
3.2.5 力学表征 |
3.2.6 绝缘电阻测试 |
3.2.7 交流阻抗测试 |
4 单斜相和立方相Er_2O_3的光学性质 |
4.1 实验方法 |
4.2 样品的微观结构 |
4.3 单斜相Er_2O_3拉曼模的识别和归属 |
4.3.1 拉曼模的预测 |
4.3.2 样品在不同激光激发下的光谱 |
4.3.3 综合分析与讨论 |
4.4 单斜相和立方相Er_2O_3发光光谱的比较 |
4.4.1 不同激光器激发的300~900nm光谱 |
4.4.2 荧光强度比值 |
4.4.3 立方相发光峰的归属 |
4.4.4 单斜相Er_2O_3样品独特的发光峰 |
4.5 功率依赖的光致发光 |
4.5.1 发光机制 |
4.5.2 晶粒尺寸影响 |
4.5.3 晶体结构影响 |
4.5.4 IR/IG的功率依赖 |
4.5.5 RG的功率依赖 |
4.6 小结与展望 |
5 微米及亚微米级薄膜热导率表征 |
5.1 实验方法 |
5.2 各向同性CLAM钢衬底上Er_2O_3薄膜热导率 |
5.2.1 薄膜/各向同性衬底双层系统热导率的解析解 |
5.2.2 各向同性CLAM钢衬底上Er_2O_3薄膜热导率 |
5.3 各向异性衬底上薄膜的热导率测试 |
5.3.1 各向异性衬底上薄膜热传导的物理图像 |
5.3.2 各向异性衬底的热导率 |
5.3.3 COMSOL数值模拟和优化 |
5.3.4 各向异性衬底上薄膜的热导率测试 |
5.4 本章小结 |
6 Er中间层对沉积在钢衬底上的Er_2O_3复合薄膜的微结构、成分、电学和力学性能的影响 |
6.1 实验方法 |
6.2 XRD表征 |
6.2.1 薄膜的化学成分 |
6.2.2 相组成 |
6.2.3 薄膜应力与晶粒尺寸 |
6.3 拉曼指纹谱 |
6.3.1 相成分 |
6.3.2 杂质相 |
6.3.3 应力 |
6.4 薄膜表面、断面形貌以及EDX成分分析 |
6.4.1 薄膜表面形貌及成分 |
6.4.2 薄膜截面形貌与成分 |
6.4.3 Er的自愈合能力 |
6.5 样品成分综合分析 |
6.5.1 Fe_2O_3与ErFeO_3起源与位置 |
6.5.2 尖晶石含Fe氧化物 |
6.5.3 界面CrO_x类氧化物 |
6.5.4 样品成分及其演变 |
6.6 薄膜的电学及力学性能 |
6.6.1 力学性能 |
6.6.2 直流电学性能 |
6.6.3 交流阻抗特性 |
6.7 本章小结 |
7 SiC掺杂Al_2O_3对Al_2O_(3-x)SiC复合薄膜力学性能的影响 |
7.1 实验方法 |
7.1.1 样品制备 |
7.1.2 靶材鉴定 |
7.1.3 测试表征 |
7.2 薄膜成分与厚度 |
7.2.1 Al_2O_(3-x)SiC浓度与厚度 |
7.2.2 Si在Al_2O_(3-x)SiC中的分布 |
7.2.3 上层SiC成分以及厚度 |
7.3 SiC掺杂对表面形貌以及截面的影响 |
7.3.1 样品表面AFM |
7.3.2 SEM表面和断面观察 |
7.4 结构表征 |
7.4.1 XRD |
7.4.2 拉曼光谱 |
7.4.3 傅里叶变换红外反射谱 |
7.5 Al_2O_(3-x)SiC复合膜以及SiC单层的光学、力学和电学性质 |
7.5.1 光致发光 |
7.5.2 Al_2O_(3-x)SiC复合膜的电学性能 |
7.5.3 力学性能 |
7.6 小结与展望 |
8 结论 |
参考文献 |
附录A C-Er_2O_3发光峰的跃迁始末态能级识别 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)纳米二氧化硅改性聚合物液晶复合薄膜的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 液晶 |
1.1.1 液晶的定义 |
1.1.2 液晶的分类 |
1.2 液晶聚合物 |
1.2.1 液晶聚合物的定义 |
1.2.2 液晶聚合物的分类 |
1.2.3 液晶聚合物的主要合成方法 |
1.2.4 液晶聚合物的应用及研究进展 |
1.3 聚合物分散液晶 |
1.3.1 聚合物分散液晶的定义 |
1.3.2 聚合物分散液晶的合成方法 |
1.3.3 聚合物分散液晶的应用及研究进展 |
1.4 纳米材料掺杂PDLC |
1.4.1 氧化物纳米颗粒掺杂PDLC |
1.4.2 量子点纳米颗粒掺杂PDLC |
1.4.3 金属纳米颗粒掺杂PDLC |
1.5 研究目的及内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
2 纳米SiO_2改性NOA65 基聚合物分散液晶薄膜的制备及表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 纳米SiO_2改性NOA65 基聚合物分散液晶薄膜的制备 |
2.3 测试与表征 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 NOA65 基胆甾相聚合物分散液晶薄膜的FT-IR表征 |
2.4.2 NOA65 基聚合物分散液晶薄膜的POM表征 |
2.4.3 NOA65 基聚合物分散液晶薄膜的SEM表征 |
2.4.4 NOA65 基聚合物分散液晶薄膜的TGA表征 |
2.4.5 NOA65 基聚合物分散液晶薄膜的DSC表征 |
2.4.6 NOA65 基聚合物分散液晶薄膜的XRD表征 |
2.5 本章小结 |
3 纳米SiO_2改性RM257-MMA基聚合物分散液晶薄膜的制备及表征 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 纳米SiO_2改性RM257-MMA基聚合物分散液晶薄膜的制备 |
3.3 测试与表征 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 RM257-MMA基聚合物分散液晶薄膜的FT-IR表征 |
3.4.2 RM257-MMA基聚合物分散液晶薄膜的POM表征 |
3.4.3 RM257-MMA基聚合物分散液晶薄膜的SEM表征 |
3.4.4 RM257-MMA基聚合物分散液晶薄膜的TGA表征 |
3.4.5 RM257-MMA基聚合物网络液晶薄膜的DSC表征 |
3.4.6 RM257-MMA基聚合物分散液晶薄膜的XRD表征 |
3.5 本章小结 |
4 纳米SiO_2改性PVA基聚合物分散液晶柔性薄膜的制备及表征 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验测试仪器 |
4.2.3 纳米SiO_2改性PVA基聚合物分散液晶柔性薄膜的制备 |
4.3 测试及表征 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 PVA基 PDLC薄膜的FT-IR表征 |
4.4.2 PVA基 PDLC薄膜的POM表征 |
4.4.3 PVA基 PDLC薄膜的SEM表征 |
4.4.4 PVA基 PDLC薄膜的TGA表征 |
4.4.5 PVA基 PDLC薄膜的DSC表征 |
4.4.6 PVA基 PDLC薄膜的电光性能 |
4.4.7 PVA基 PDLC薄膜的XRD表征 |
4.5 本章小结 |
5 纳米SiO_2掺杂V40BC/RM257 交联液晶聚合物薄膜的制备及表征 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂 |
5.2.2 实验仪器 |
5.2.3 V40BC/RM257交联液晶聚合物薄膜的制备 |
5.3 测试及表征 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 V40BC/RM257 交联液晶聚合物薄膜的FT-IR表征 |
5.4.2 V40BC/RM257 交联液晶聚合物薄膜的POM表征 |
5.4.3 V40BC/RM257 交联液晶聚合物薄膜的SEM表征 |
5.4.4 V40BC/RM257 交联液晶聚合物薄膜的TGA表征 |
5.4.5 V40BC/RM257 交联液晶聚合物薄膜的DSC表征 |
5.4.6 V40BC/RM257 交联液晶聚合物薄膜的XRD表征 |
5.5 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(3)纳米银局域增强SPR生物传感器的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 SPR传感器概述 |
1.1.1 表面等离子体激元 |
1.1.2 SPR的波矢匹配 |
1.1.3 SPR传感器的基本原理及特征指标 |
1.1.4 SPR生物传感器的四种基本类型 |
1.1.5 SPR生物传感器的国内外研究简介 |
1.2 局域表面等离子体共振(LSPR)简要概述 |
1.2.1 LSP共振 |
1.2.2 SPR与 LSPR电场耦合现象 |
1.3 本文研究内容 |
1.3.1 选题目的 |
1.3.2 论文安排 |
第二章 纳米银局域增强SPR生物传感器的基本原理 |
2.1 表面等离子体共振基本理论 |
2.1.1 表面等离子体激元的激发 |
2.1.2 表面等离子体共振的反射理论 |
2.2 局域表面等离子体共振基本理论 |
2.3 纳米银局域增强SPR现象的理论研究 |
2.3.1 纳米银局域增强SPR生物传感器结构设计 |
2.3.2 a-SiO_2:Ag复合薄膜Maxwell-Garnett理论 |
2.4 本章小结 |
第三章 Ag/a-SiO_2/a-SiO_2:Ag结构的纳米银局域增强现象 |
3.1 仿真研究 |
3.1.1 仿真方法与理论 |
3.1.2 仿真模型建立 |
3.1.3 纳米银局域表面等离子体共振的仿真分析 |
3.2 测试平台搭建 |
3.2.1 光学测试平台的搭建 |
3.2.2 传感待测物质的选取 |
3.3 Ag/a-SiO_2/a-SiO_2:Ag结构的制备 |
3.4 薄膜结构的测试与表征 |
3.4.1 Ag/a-SiO_2/a-SiO_2:Ag结构形貌分析 |
3.4.2 a-SiO_2:Ag复合薄膜的椭偏测试研究 |
3.4.3 a-SiO_2:Ag复合薄膜的XRD测试研究 |
3.4.4 a-SiO_2:Ag复合薄膜的透射电镜观察与研究 |
3.5 Ag/a-SiO_2/a-SiO_2:Ag结构的纳米银局域增强SPR特性研究 |
3.5.1 Ag/a-SiO_2:Ag结构的纳米银LSPR现象 |
3.5.2 a-SiO_2 介质层厚度对新型结构体系SPR特性的影响分析 |
3.5.3 a-SiO_2:Ag含银量对新型结构体系SPR特性的影响分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 ECM效应实现的可调谐SPR特征指标型生物传感器 |
4.1 电化学金属化(ECM)现象概述 |
4.1.1 Ag/a-SiO_2/a-SiO_2:Ag/ITO结构的ECM分析 |
4.1.2 Ag/a-SiO_2:Ag/a-SiO_2/ITO结构的ECM分析 |
4.2 测试平台搭建 |
4.3 新型结构的制备 |
4.4 新型结构的微观表征 |
4.5 ECM效应实现的可调谐SPR特征指标生物传感器 |
4.5.1 Ag/a-SiO_2/a-SiO_2:Ag/ITO结构 |
4.5.2 Ag/a-SiO_2:Ag/a-SiO_2/ITO结构 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻硕期间取得的研究成果 |
(4)光伏用空心球二氧化硅减反射膜的制备及其功能化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 减反射膜的国内外研究现状 |
1.2.1 减反射膜的原理与分类 |
1.2.2 光伏组件透明封装材料减反射膜技术及其研究现状 |
1.2.3 减反射膜的多功能改性及其研究现状 |
1.3 本论文主要研究内容 |
第二章 空心球SiO_2减反射膜的低温制备及其在柔性衬底上的应用 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂及仪器 |
2.2.2 样品的测试与表征 |
2.2.3 实验步骤 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 H_2O_2低温后处理去除模板剂效果及工艺条件探索 |
2.3.2 H_2O_2低温后处理对薄膜形貌及空心球结构的影响 |
2.3.3 玻璃与柔性PET衬底低温制备空心球SiO_2减反射膜 |
2.4 本章小结 |
第三章 转移法制备空心球SiO_2/聚酰亚胺复合薄膜及其光学、力学与抗原子氧特性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂及仪器 |
3.2.2 样品的测试与表征 |
3.2.3 实验步骤 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 空心球SiO_2/聚酰亚胺复合薄膜的制备 |
3.3.2 空心球SiO_2/聚酰亚胺复合薄膜的光学特性 |
3.3.3 空心球SiO_2/聚酰亚胺复合薄膜的力学特性 |
3.3.4 空心球SiO_2/聚酰亚胺复合薄膜的抗原子氧特性 |
3.4 本章小结 |
第四章 双硅源修饰/杂化空心球SiO_2减反射膜的制备及其光学、力学与防潮特性研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂及仪器 |
4.2.2 样品的测试与表征 |
4.2.3 实验步骤 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 第一硅源MTES及第二硅源TEOS对空心球溶胶及薄膜的影响 |
4.3.2 双硅源修饰/杂化空心球SiO_2减反射膜的光学及表面润湿性能 |
4.3.3 双硅源修饰/杂化空心球SiO_2减反射膜的耐刮擦性能评估 |
4.3.4 双硅源修饰/杂化空心球SiO_2减反射膜的防潮性能评估 |
4.4 本章小结 |
第五章 空心球SiO_2减反射膜的自清洁、防尘性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂及仪器 |
5.2.2 样品的测试与表征 |
5.2.3 实验步骤 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 空心球SiO_2减反射膜的户外暴露实验 |
5.3.2 空心球SiO_2减反射膜室内粉尘实验 |
5.3.3 抗污、防尘机理分析与讨论 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)磁控溅射制备NPs-Cu/SiO2纳米多层膜的结构和光学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 纳米颗粒概述 |
1.2 金属纳米颗粒特点 |
1.2.1 金属纳米粒子的表面等离子体共振性质(SPR) |
1.2.2 金属纳米颗粒的消光特性 |
1.2.3 Cu、CuO及SiO_2的基本性质 |
1.3 金属颗粒/介质薄膜的研究现状 |
1.3.1 贵金属/介质纳米颗粒薄膜的研究进展 |
1.3.2 其他金属/介质纳米颗粒薄膜的研究进展 |
1.4 金属纳米颗粒/介质多层膜的制备方法 |
1.5 本论文研究的意义 |
2 样品制备及表征 |
2.1 实验设备 |
2.2 薄膜样品的制备 |
2.2.1 Cu/SiO_2薄膜的制备 |
2.2.2 CuO/SiO_2薄膜的制备 |
2.2.3 光催化实验CuO薄膜的制备 |
2.3 薄膜的结构表征与性能评价 |
2.3.1 晶相结构分析 |
2.3.2 微观结构分析 |
2.3.3 光吸收性能评价 |
2.3.4 光催化性能评价 |
2.4 技术路线 |
3 NPs-Cu/SiO_2纳米多层薄膜的结构与性能研究 |
3.1 NPS-Cu/SiO_2薄膜的结构分析 |
3.1.1 Cu靶功率对薄膜结构的影响 |
3.1.2 衬底温度对薄膜结构的影响 |
3.2 NPS-Cu/SiO_2薄膜的光学性能分析 |
3.2.1 Cu靶功率对薄膜光吸收性能的影响 |
3.2.2 衬底温度对薄膜光吸收性能的影响 |
3.2.3 Cu层数对薄膜光吸收性能的影响 |
3.3 Cu/SiO_2纳米颗粒多层膜光吸收曲线的理论计算 |
3.4 本章小结 |
4 NPs-CuO/SiO_2纳米颗粒多层膜的结构与光学性能研究 |
4.1 NPs-CuO/SiO_2薄膜的相结构分析 |
4.2 NPs-CuO/SiO_2薄膜的显微结构分析 |
4.3 NPs-CuO/SiO_2薄膜的光吸收性能分析 |
4.3.1 功率对薄膜光吸收性能的影响 |
4.3.2 CuO层层数对薄膜光吸收性能的影响 |
4.4 CuO/SiO_2薄膜的光催化性能分析 |
4.4.1 H_2O_2对光催化降解速率的影响 |
4.4.2 光源对光催化降解速率的影响 |
4.4.3 CuO薄膜的类型对光催化降解速率的影响 |
4.5 本章小结 |
5 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 攻读硕士学位期间发表的论文 |
(6)纳米颗粒镶嵌功能薄膜的力、电、光、磁性能模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 纳米颗粒镶嵌功能薄膜的概述 |
1.3 纳米颗粒功能薄膜研究现状 |
1.4 课题来源和本论文的研究目的和研究内容 |
第2章 纳米镶嵌功能功能薄膜相关性能的理论基础和计算原理 |
2.1 纳米颗粒镶嵌功能薄膜的相关性能介绍 |
2.2 第一性原理计算方法 |
2.2.1 密度泛函理论(DFT) |
2.2.2 交换关联函 |
2.2.3 赝势(Pseudo-Potential) |
2.3 晶体力学性质的计算方法 |
2.4 Materials Studio软件介绍、建模方法及模拟过程 |
2.4.1 Materials Studio软件介绍 |
2.4.2 纳米颗粒镶嵌薄膜在MS软件的建模方法 |
2.4.3 本文在Materials Studio软件的模拟过程 |
第3章 C/β-SiC纳米颗粒镶嵌功能薄膜力学性能的模拟研究 |
3.1 引言 |
3.2 β-SiC的力学性质模拟 |
3.3 C/β-SiC纳米颗粒镶嵌功能薄膜的力学性能模拟 |
3.4 本章小结 |
第4章 Y/β-SiC纳米功能薄膜磁学性能的模拟研究 |
4.1 引言 |
4.2 纯β-SiC单胞模型的磁学性质 |
4.3 掺杂结构Y/β-SiC纳米功能薄膜的磁学性质 |
4.4 静水压缩应力对掺杂结构Y/β-SiC纳米薄膜磁性性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 SiO_2基纳米颗粒镶嵌功能薄膜的光电性能的模拟研究 |
5.1 引言 |
5.2 方石英SiO_2的光电性质模拟研究 |
5.3 P/SiO_2纳米颗粒镶嵌功能薄膜的光电性质模拟 |
5.4 纳米颗粒含量对P/SiO_2镶嵌薄膜光电性能的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
发表论文 |
致谢 |
(7)纳米硅量子点与掺氧非晶氮化硅膜的结构与光学性质研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 硅基光电集成的研究背景 |
1.2 硅基材料的非线性光学效应及器件的研究进展与现状 |
1.3 硅基氮化硅发光材料的研究现状 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 nc-Si/SiO_2多层膜的制备及光学性质研究 |
2.1 引言 |
2.2 nc-Si/SiO_2多层膜的制备与表征技术 |
2.3 nc-Si/SiO_2多层膜的结构表征 |
2.4 nc-Si/SiO_2多层膜的光吸收和发光性质 |
2.5 nc-Si/SiO_2多层膜在fs脉宽激光激发下的非线性光学特性 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
第三章 nc-Si/SiO_2多层膜在不同激发条件下的非线性光学性质研究 |
3.1 引言 |
3.2 理论背景 |
3.3 nc-Si/SiO_2多层膜在ns脉宽激光激发下的非线性光学特性 |
3.4 nc-Si/SiO_2多层膜在ps脉宽激光激发下的非线性光学特性 |
3.5 nc-Si/SiO_2多层膜在fs脉宽激光激发下的非线性光学特性 |
3.6 本章小结 |
参考文献 |
第四章 不同条件下制备的掺氧非晶氮化硅薄膜的发光行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 a-SiN:O:H薄膜的制备及表征 |
4.3 不同衬底温度下制备的a-SiN:O:H薄膜的结构与光学特性 |
4.3.1 a-SiN:O:H薄膜的组分分析 |
4.3.2 a-SiN:O:H薄膜的光吸收和发光特性 |
4.3.3 变温光荧光谱与时间分辨光荧光谱的研究 |
4.4 Ar气稀释气体下制备的a-SiN:O:H薄膜的结构及光学特性研究 |
4.4.1 Ar气稀释气体下a-SiN:O:H薄膜的结构特性 |
4.4.2 Ar气稀释气体下a-SiN:O:H薄膜的光学特性 |
4.5 小结 |
参考文献 |
第五章 不同退火温度下a-SiN:O:H薄膜的光学特性 |
5.1 引言 |
5.2 a-SiN:O:H薄膜的制备和热退火处理 |
5.3 退火温度对a-SiN:O:H薄膜光吸收和光发射特性的影响 |
5.4 变温与时间分辨光荧光谱的研究 |
5.5 小结 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(8)非线性光学复合薄膜的电化学—溶胶凝胶制备(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 TeOx基和 Cu 基非线性光学材料的研究进展 |
1.2.1 TeOx基非线性光学材料的研究进展 |
1.2.2 Cu 基非线性光学材料的研究进展 |
1.3 电化学-溶胶凝胶法的研究进展 |
1.4 碲和铜电结晶研究进展 |
1.4.1 电结晶理论及数学模型 |
1.4.2 碲和铜电结晶机理研究进展 |
1.5 论文的研究目的和内容 |
1.5.1 论文的研究目的 |
1.5.2 论文的研究内容 |
2 实验部分 |
2.1 实验试剂和仪器 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验原理与方法 |
2.2.1 电化学-溶胶凝胶法制备薄膜的原理和方法 |
2.2.2 电结晶机理研究 |
2.3 复合薄膜的表征 |
2.3.1 形貌、组成及结构表征 |
2.3.2 非线性光学性能测试 |
3 Te/TeO2-SiO_2复合薄膜的电化学-溶胶凝胶制备及表征 |
3.1 以 Te(OPri)4为碲源制备 Te/TeO2-SiO_2复合薄膜 |
3.1.1 以 Te(OPri)4为碲源配制 TeO2-SiO_2复合溶胶 |
3.1.2 ITO 电极在 TeO2-SiO_2复合溶胶中的循环伏安行为 |
3.1.3 复合薄膜的表征 |
3.1.4 复合薄膜的线性光学性质研究 |
3.1.5 复合薄膜的 Z-扫描测试 |
3.1.6 复合薄膜的非线性光学性能的结果讨论 |
3.1.7 小结 |
3.2 以 TeO2为碲源制备 Te/TeO2-SiO_2复合薄膜 |
3.2.1 以 TeO2为碲源配制 TeO2-SiO_2复合溶胶 |
3.2.2 ITO 电极在 TeO2-SiO_2复合溶胶中的循环伏安行为 |
3.2.3 复合薄膜的表征 |
3.2.4 复合薄膜的线性光学性质研究 |
3.2.5 复合薄膜的 Z-扫描测试 |
3.2.6 复合薄膜的非线性光学性能的结果讨论 |
3.2.7 小结 |
4 Cu/SiO_2复合薄膜的电化学-溶胶凝胶制备及表征 |
4.1 CuCl2-SiO_2复合溶胶的配制 |
4.2 ITO 电极在 CuCl2-SiO_2复合溶胶中的循环伏安行为 |
4.3 复合薄膜的表征 |
4.3.1 薄膜的 SEM 表征 |
4.3.2 薄膜的 SEM/EDS 表征 |
4.3.3 薄膜的 XRD 表征 |
4.4 复合薄膜的线性光学性质研究 |
4.5 复合薄膜的 Z-扫描测试 |
4.6 复合薄膜的非线性光学性能的结果讨论 |
4.7 小结 |
5 硅溶胶和水溶液中碲和铜的电结晶研究 |
5.1 Te 在玻碳电极上于硅溶胶和水溶液中的电化学行为 |
5.1.1 硅溶胶和水溶液中 Te 在玻碳电极上的循环伏安行为 |
5.1.2 硅溶胶和水溶液中 Te 在玻碳电极上的电位阶跃行为 |
5.1.3 小结 |
5.2 Cu 在玻碳电极上于硅溶胶和水溶液中的电化学行为 |
5.2.1 硅溶胶和水溶液中 Cu 在玻碳电极上的循环伏安行为 |
5.2.2 硅溶胶和水溶液中 Cu 在玻碳电极上的电位阶跃行为 |
5.2.3 小结 |
6 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)Te/TeO2-SiO2复合薄膜的电化学—溶胶凝胶法制备及其非线性光学性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 TeO_x 基非线性光学材料的研究现状 |
1.2.1 TeO_x 基材料及其非线性光学性质 |
1.2.2 溶胶-凝胶法制备TeO_x 基材料 |
1.2.3 电化学-溶胶凝胶法在材料制备方面的研究 |
1.2.4 Z-扫描法测试材料非线性光学性能的研究 |
1.2.5 小结 |
1.3 本论文的主要研究内容及方法 |
2 实验部分 |
2.1 仪器及试剂 |
2.1.1 主要仪器及设备 |
2.1.2 实验用到的器皿及试剂 |
2.2 实验方法及原理 |
2.2.1 TeO_2-SiO_2 复合溶胶和凝胶的制备 |
2.2.2 红外光谱测试 |
2.2.3 热重-差热分析 |
2.2.4 溶胶的电化学性质测试 |
2.2.5 电化学-溶胶凝胶法制备TeO_2-SiO_2 复合薄膜材料 |
2.2.6 薄膜热处理 |
2.2.7 薄膜厚度测试 |
2.2.8 薄膜的常规光学性能测试 |
2.2.9 薄膜的非线性光学性能测试 |
2.2.10 薄膜的形貌、组成及微结构表征 |
3 TeO_2-SiO_2复合溶胶的制备及其胶凝过程研究 |
3.1 TeO_2-SiO_2 复合溶胶的制备 |
3.2 溶胶配制过程中发生的化学反应 |
3.3 溶胶胶凝过程的红外光谱研究 |
3.3.1 先驱体的FTIR 表征 |
3.3.2 溶胶的FTIR 测试 |
3.3.3 溶胶的胶凝化研究 |
3.3.4 凝胶的红外光谱 |
3.4 干凝胶的热重差热分析 |
3.5 干凝胶热处理过程的FTIR 研究 |
3.6 干凝胶的XRD 及SEM 表征 |
3.7 本章小结 |
4 TeO_2-SiO_2复合溶胶的直接电化学研究 |
4.1 乙醇溶液体系的电化学性质 |
4.1.1 乙醇溶液体系在ITO 电极上的循环伏安行为 |
4.1.2 ITO 电极不同起始扫描方向的CV 行为 |
4.1.3 电极材质对醇溶液体系电化学行为的影响 |
4.1.4 Au 及GC 电极不同起始扫描方向的CV 行为 |
4.2 SiO_2 溶胶的电化学性质 |
4.2.1 SiO_2 溶胶的循环伏安行为 |
4.2.2 Tafel 曲线测试 |
4.2.3 SiO_2 溶胶的交流阻抗研究 |
4.3 TeO_2-SiO_2 复合溶胶的电化学性质 |
4.3.1 循环伏安测试 |
4.3.2 Tafel 曲线测试 |
4.3.3 交流阻抗谱测试 |
4.4 本章小结 |
5 Te/TeO_2-SiO_2复合薄膜的电化学-溶胶凝胶法制备及其表征 |
5.1 电化学-溶胶凝胶制备方法 |
5.2 电化学诱导沉积薄膜的FTIR 研究 |
5.3 薄膜的表面形貌、组成及结构分析 |
5.3.1 薄膜的SEM-EDS 表征 |
5.3.2 薄膜的XRD 表征 |
5.3.3 薄膜的XPS 表征 |
5.4 本章小结 |
6 α-TeO_2-Te/TeO_2-SiO_2复合薄膜的制备及表征 |
6.1 薄膜沉积物的TG-DTA 测试 |
6.2 薄膜的热处理过程研究 |
6.2.1 热处理对组成的影响 |
6.2.2 热处理薄膜的表面形貌 |
6.2.3 热处理薄膜的XRD 表征 |
6.3 本章小结 |
7 复合薄膜的线性及非线性光学性质研究 |
7.1 薄膜的线性光学性质研究 |
7.1.1 薄膜线性光学参数计算 |
7.1.2 薄膜厚度测试 |
7.1.3 薄膜的紫外-可见光谱测试 |
7.2 薄膜Z-scan 测试 |
7.2.1 薄膜的非线性光学性能 |
7.2.2 薄膜的非线性光学参数与制备条件的关系 |
7.2.3 薄膜非线性性质产生机理的讨论 |
7.3 小孔孔径对测试结果的影响 |
7.4 脉冲频率对测试结果的影响 |
7.5 本章小结 |
8 结论及建议 |
8.1 结论 |
8.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
(10)应力对纳米晶光电性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 纳米材料的物理性质 |
1.2.1 尺寸效应 |
1.2.2 小尺寸效应 |
1.2.3 介电限域效应 |
1.2.4 宏观量子隧道效应 |
1.3 纳米薄膜材料的光学性质 |
1.4 Ge纳米晶复合薄膜的研究现状 |
1.5 锗纳米晶的力学性质及研究现状 |
1.6 镶嵌有 Ge纳米晶复合薄膜的制备方法 |
1.6.1 溅射法(Sputtering) |
1.6.2 分子束外延(MBE) |
1.6.3 离子注入法(Ion implantation) |
1.6.4 化学气相沉积法(CVD) |
1.6.5 溶胶-凝胶法(Sol-Gel) |
1.7 半导体纳米材料几种经典的发光模型 |
1.7.1 量子限域效应—发光中心模型 |
1.7.2 与氧缺陷有关的发光模型 |
1.7.3 界面层中的激子效应发光模型 |
1.7.4 直接跃迁发光模型 |
1.8 本文章的研究思路和主要内容 |
参考文献 |
第二章 脉冲激光沉积技术 |
2.1 脉冲激光沉积技术的发展简史 |
2.2 脉冲激光沉积系统的结构 |
2.3 脉冲激光沉积技术的原理 |
2.4 脉冲激光沉积技术的优点、缺点 |
参考文献 |
第三章 纳米晶的制备和表征技术 |
3.1 纳米晶复合薄膜的制备 |
3.1.1 设备及实验参数 |
3.1.2 衬底 |
3.1.3 靶材 |
3.1.4 样品的处理 |
3.2 本文所用到的表征技术 |
3.2.1 透射电子显微镜(TEM) |
3.2.2 拉曼光谱 |
3.2.3 光致荧光谱(PL) |
3.2.4 电存储检测(C-V) |
参考文献 |
第四章 有限元方法及 ANSYS10.0 软件 |
4.1 有限元方法 |
4.1.1 有限元分析的定义 |
4.1.2 有限元理论的发展 |
4.1.3 有限元分析的一般步骤 |
4.1.4 有限元分析软件 |
4.2 ANSYS 软件 |
4.2.1 ANSYS 软件简介 |
4.2.2 ANSYS 的功能特点 |
4.2.3 ANSYS 的一般分析过程 |
4.3 ANSYS10.0 软件在本文中的作用 |
参考文献 |
第五章 纳米晶在母体材料中的应力场分布 |
5.1 ANSYS10.0 计算模型的建立 |
5.2 纳米晶在母体材料中不同位置的概况 |
5.3 同种纳米晶在不同母体材料中的概况 |
5.4 不同纳米晶在同种母体材料中的概况 |
参考文献 |
第六章 纳米晶复合薄膜的光电特性 |
6.1 Ge/ Al_2O_3复合薄膜光致发光谱 |
6.2 Ge/Lu_2O_3、Ge/ SiO_2光致发光谱 |
6.3 LaAlO_3/Lu_2O_3光致发光谱 |
6.4 LaAlO_3/Lu_2O_3电存储性能 |
参考文献 |
第七章 结论 |
在硕士期间公开发表论文及着作情况 |
致谢 |
四、纳米GaSb-SiO_2镶嵌复合薄膜的制备及光学性质(论文参考文献)
- [1]磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征[D]. 闫丹. 北京科技大学, 2020(01)
- [2]纳米二氧化硅改性聚合物液晶复合薄膜的制备及性能研究[D]. 刘家敏. 西安工业大学, 2020
- [3]纳米银局域增强SPR生物传感器的研究[D]. 郭瑞康. 电子科技大学, 2020(07)
- [4]光伏用空心球二氧化硅减反射膜的制备及其功能化研究[D]. 张景. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2018(01)
- [5]磁控溅射制备NPs-Cu/SiO2纳米多层膜的结构和光学性能研究[D]. 邢少敏. 西安理工大学, 2015(01)
- [6]纳米颗粒镶嵌功能薄膜的力、电、光、磁性能模拟研究[D]. 莫玉珍. 暨南大学, 2015(12)
- [7]纳米硅量子点与掺氧非晶氮化硅膜的结构与光学性质研究[D]. 张培. 南京大学, 2014(05)
- [8]非线性光学复合薄膜的电化学—溶胶凝胶制备[D]. 冯砚艳. 重庆大学, 2012(03)
- [9]Te/TeO2-SiO2复合薄膜的电化学—溶胶凝胶法制备及其非线性光学性能研究[D]. 李强. 重庆大学, 2011(07)
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