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透明致密ZnO薄膜的恒电流沉积及生长过程研究

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00354

采用阴极恒电流沉积方法, 以Zn(NO ₃)₂水溶液为电沉积液, 在经电化学预处理后的ITO导电玻璃上生长了具有c轴高度择优取向、均匀致密的透明ZnO薄膜. 采用X射线衍射、扫描电镜和光学透过谱等技术, 对不同沉积时间条件下薄膜的结晶特性、表面和断面结构、光学性质等进行了研究. 结果表明, 沉积时间对ZnO薄膜质量影响明显: 在薄膜生长后期(120min), ZnO薄膜的结晶性和表面平整度明显降低, 晶粒尺寸增大, 可见光透过率下降, 表明高质量ZnO薄膜的电化学沉积有一最佳生长时间; 此外, 薄膜厚度随时间呈线性变化, 表明可通过生长时间实现对ZnO薄膜厚度的精确控制.

关键词: ZnO薄膜 , electro-deposition , pretreatment , microstructure

衬底温度对ZnO薄膜生长过程及微观结构的影响研究

边继明 , 李效民 , 高相东 , 于伟东

无机材料学报

以醋酸锌水溶液为前驱体,采用改进的超声喷雾热解法在Si(100)衬底上沉积ZnO薄膜,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段分析所得ZnO薄膜的晶体结构和微观形貌,着重考察了衬底温度对ZnO薄膜生长过程及微观结构的影响.结果表明,在衬底温度为500℃下所得ZnO薄膜表面均匀光滑,属六方纤锌矿结构,且沿c轴择优生长,晶粒尺寸的为40～50nm;衬底温度对ZnO薄膜生长过程影响显著,随衬底温度的升高,薄膜生长速率存在一极限值,且ZnO薄膜的c轴取向趋势增强,晶粒尺寸得到细化.

关键词: 氧化锌 , thin film , ultrasonic spray pyrolysis （USP）

轻薄柔性多层隔热材料研究进展

陈金静 , 于伟东

材料导报

对隔热材料的分类、国内外柔性隔热材料的研究现状及存在的问题进行了概括性的论述,说明了多层柔性隔热材料的设计原理及材料筛选对隔热效果的影响,从而指出SiO2气凝胶是目前固体中最好的隔热材料,高真空多层绝热是当前绝热性最好的一种绝热方式,亦称为"超级绝热",其导热系数比空气的导热系数还要低2个数量级.最后指出了理想轻薄柔性隔热材料的结构与组成.

关键词: 柔性 , 多层隔热 , 材料设计 , 筛选

碳纤维单丝强伸实验的影响因素

姚江薇 , 于伟东

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.06.007

碳纤维的脆性与高强使其强伸实验有别于柔性纺织纤维,为了得到更精确的试验结果,对试验中易于导致误差或错误的影响因素:纤维的倾斜、弯曲和紧绷等;粘结点的位置与粘结有效性;同轴夹持以及曲线校正等作了探讨.同时,为便于对碳纤维断裂端结构的原位对应分析,必须真实地保留纤维断面,相关试验及对断面保留影响的分析给出了较为理想的方法.

关键词: 碳纤维 , 应力-应变曲线 , 拉伸

CuSCN薄膜的室温液相沉积及其光学性能

高相东 , 李效民 , 于伟东 , 邱继军 , 甘小燕

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00535

采用连续离子层吸附与反应(SILAR)方法, 在室温液相条件下(20～25℃)制备了沉积于玻璃衬底上的CuSCN半导体薄膜, 以X射线衍射、扫描电镜、光学透过谱考察了所得薄膜的晶体结构、微观表面断面形貌和光学性能, 探讨了影响CuSCN薄膜沉积的关键因素. 结果表明, 所得薄膜具有明显结晶性及沿c轴择优生长趋势, 表面致密、均匀, 分别由50～100nm的较大颗粒和20～30nm的小颗粒紧密堆聚而成; 薄膜在400～800nm波段的透过率为50%～70%, 光学禁带宽度为3.94eV. CuSCN薄膜的沉积过程受铜前驱液中S2O32-与Cu2+的摩尔比、衬底漂洗方式和生长温度等因素影响显著, 高络离子浓度、多次沉积反应后再进行衬底漂洗、以及室温生长条件有利于得到高质量的CuSCN薄膜.

关键词: CuSCN , null , null , null , null

纳米晶ZnO薄膜的电化学沉积及其光电化学性能研究

甘小燕 , 李效民 , 高相东 , 于伟东 , 诸葛福伟

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.10.017

以Zn(NO3)2和曙红的混合溶液为沉积液,采用阴极电化学沉积法在ITO导电玻璃上制备了纳米多孔ZnO/曙红复合膜.该复合膜中的曙红用KOH溶液溶解脱附后得到晶粒尺寸为10～20nm的ZnO纳米多孔薄膜.XRD结果表明该薄膜为ZnO六方纤锌矿结构,EDS表明薄膜中的主要成份为Zn和O,未检测到其他杂质成分.以该薄膜为光阳极制作了太阳能电池原型器件,其开路电压为0.68V,短路电流为0.79 mA/cm2,总光电转换效率为0.26%..

关键词: ZnO , 纳米多孔 , 电化学沉积 , 染料敏化太阳能电池

碳纤维的强度及离散的探讨

姚江薇 , 于伟东

材料导报

用韦伯理论评价了碳纤维的抗拉强度和分散,验证了形状参数m和强度离散的关系.同时,探讨了体积效应和碳纤维强度离散,证实了细度离散对强度离散的影响.

关键词: 碳纤维 , 离散 , Weibull , 分布 , 体积效应

高模量涤纶纤维的结构弱节特征及力学行为

于伟东

高分子材料科学与工程

采用断面形态特征与纤维对应拉伸曲线组合的对比分析方法,讨论了纤维的结构弱节及拉伸行为.结果表明,涤纶纤维的弱节主要是表层缺陷及其扩展所引起的,其力学性能为低应力、低应变、低断裂功特征.

关键词: 高模量涤纶 , 结构弱节 , 纤维 , 断裂形态 , 应力-应变曲线

等离子体基离子注入法制备SOI材料

于伟东 , 王曦 , 陈静 , 张苗

功能材料

注氧隔离法(SIMOX)和体硅智能剥离法(smart-cut)是目前制备绝缘体上的硅(SOI)材料的最重要的两种方法.而离子注入是其中最主要工艺过程.本文简述了等离子体基离子注入(PBII)在制备SOI的两种方法中应用的国内外研究现状.讨论了两种方法中需要考虑的共性问题,包括注入剂量的均匀性、等离子体中离子的选择、单一能量的获得以及避免C、N、O及金属粒子的污染等.并且针对SIMOX和smart-cut各自的工艺特点,分别讨论了不同工艺参数的选择、工艺中出现的主要问题和一些已经得到的解决办法.

关键词: SOI材料 , PBII , SIMOX , Smart-Cut