基于共溅射ZnO/SnO_(2)异质结薄膜的气体传感器研究 被引量：5

1

作者 孙士斌 张叶裕 +1 位作者 高晨阳 常雪婷 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第2期61-64,共4页

采用射频磁控共溅射法在叉指电极上制备了ZnO/SnO_(2)n-n异质结复合薄膜,系统测试了其气敏特性,并分析了其气敏机理。结果表明,与ZnO薄膜和SnO_(2)薄膜气体传感器相比,ZnO/SnO_(2)异质结薄膜气体传感器具有更低的工作温度、更高的灵敏... 采用射频磁控共溅射法在叉指电极上制备了ZnO/SnO_(2)n-n异质结复合薄膜,系统测试了其气敏特性,并分析了其气敏机理。结果表明,与ZnO薄膜和SnO_(2)薄膜气体传感器相比,ZnO/SnO_(2)异质结薄膜气体传感器具有更低的工作温度、更高的灵敏度以及更快的响应和恢复速度。ZnO/SnO_(2)异质结薄膜气体传感器对乙醇具有较好的选择性,最低检测体积分数为1×10^(-6),最佳工作温度为250℃;对1×10^(-4)乙醇气体的灵敏度可达18.4,响应时间和恢复时间分别为10 s和19 s。 展开更多

关键词 磁控共溅射 zno/sno_(2)异质结 复合薄膜 气体传感器

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Ti/SnO_2/ZnO复合薄膜的制备及其光催化性能研究 被引量：1

2

作者 魏守强 刘瑛 +2 位作者 曹琳琳 卢旭东 邵忠财 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2009年第1期5-8,共4页

以Ti/SnO2为基体,从Zn(NO3)2水溶液中阴极电沉积ZnO,制备了Ti/SnO2/ZnO复合薄膜,用X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射吸收光谱对其进行了表征,以甲基橙为目标有机物,考察了其光催化活性。实验结果表明,Ti/SnO2/ZnO复合薄膜... 以Ti/SnO2为基体,从Zn(NO3)2水溶液中阴极电沉积ZnO,制备了Ti/SnO2/ZnO复合薄膜,用X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射吸收光谱对其进行了表征,以甲基橙为目标有机物,考察了其光催化活性。实验结果表明,Ti/SnO2/ZnO复合薄膜的光催化活性明显高于Ti/ZnO薄膜,且其催化活性随ZnO的沉积时间而变化。对复合薄膜催化活性提高的原因进行了讨论。 展开更多

关键词 ti/sno2/zno复合薄膜 电沉积 光催化活性

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磁控溅射SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜的气敏特性研究

3

作者 吴鹏举 刘文强 +3 位作者 汤子鑫 郭兰兰 王瑗瑗 杨莹丽 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第12期21-24,共4页

采用射频磁控溅射方法,在溅射气压为2.5 Pa时,在p-Si衬底上沉积氧化锡(SnO_(2))/氧化锌(ZnO)复合纳米薄膜。沉积过程中,SnO_(2)薄膜的沉积厚度固定为40 nm,通过改变ZnO薄膜的沉积厚度来改变SnO_(2)/ZnO的膜厚比。详细分析了工作温度和... 采用射频磁控溅射方法,在溅射气压为2.5 Pa时,在p-Si衬底上沉积氧化锡(SnO_(2))/氧化锌(ZnO)复合纳米薄膜。沉积过程中,SnO_(2)薄膜的沉积厚度固定为40 nm,通过改变ZnO薄膜的沉积厚度来改变SnO_(2)/ZnO的膜厚比。详细分析了工作温度和膜厚比变化对复合纳米薄膜气敏特性的影响。结果表明,SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜的最佳工作温度为350℃,与ZnO和SnO_(2)单层薄膜相比,复合纳米薄膜的气敏性能显著提升。当SnO_(2)与ZnO的膜厚比为4︰3时,其气敏性能最佳,在350℃下,对于5×10^(-6)乙醇气体的灵敏度最高可达4。该SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜气敏性能的提升归因于ZnO与SnO_(2)之间形成的n-n异质结。 展开更多

关键词 复合纳米薄膜 氧化锌 氧化锡 射频磁控溅射 n-n异质结

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沉积条件对MoS_2/Ti复合膜性能的影响 被引量：1

4

作者 戚琦 李永良 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期779-782,共4页

MoS2 /Ti复合膜由直流磁控溅射方法制备 ,膜中Ti的原子分数x(Ti)和硬度Hv 随着Ti靶溅射电流I(Ti)的增加而增加 .FE SEM (场发射扫描电子显微镜 )对膜表面形貌观察发现 ,MoS2 /Ti复合膜是由尺寸为几十到几百nm的颗粒组成 ,膜的致密性和膜... MoS2 /Ti复合膜由直流磁控溅射方法制备 ,膜中Ti的原子分数x(Ti)和硬度Hv 随着Ti靶溅射电流I(Ti)的增加而增加 .FE SEM (场发射扫描电子显微镜 )对膜表面形貌观察发现 ,MoS2 /Ti复合膜是由尺寸为几十到几百nm的颗粒组成 ,膜的致密性和膜中x(Ti)有关 ,x(Ti)越高 ,膜的致密性越好 ,从而膜的Hv 也就越高 .偏压Ub 是影响膜性能的重要因素 ,随着Ub 的增加 ,膜的Hv 也增加 ,当Ub=- 10 0V时 ,膜的Hv 达到峰值 ;进一步增加Ub,膜的Hv 则下降 . 展开更多

关键词 MoS2/ti复合膜 直流磁控溅射 偏压 性能

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MoS_(2)-Ti自润滑复合薄膜的高温摩擦学性能研究 被引量：5

5

作者 刘勇 苏峰华 +2 位作者 孙建芳 李助军 刘怡飞 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期20-28,共9页

目的探究Ti含量对MoS_(2)-Ti复合薄膜高温摩擦学性能的影响,制备高温摩擦性能良好的MoS_(2)-Ti复合薄膜。方法采用射频和直流双靶共溅射技术沉积了不同Ti含量的MoS_(2)-Ti复合薄膜,研究了Ti含量对MoS_(2)-Ti薄膜微观结构和力学性能的影... 目的探究Ti含量对MoS_(2)-Ti复合薄膜高温摩擦学性能的影响,制备高温摩擦性能良好的MoS_(2)-Ti复合薄膜。方法采用射频和直流双靶共溅射技术沉积了不同Ti含量的MoS_(2)-Ti复合薄膜,研究了Ti含量对MoS_(2)-Ti薄膜微观结构和力学性能的影响,进一步探究了MoS_(2)-Ti复合薄膜在大气环境下的高温摩擦学性能。采用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对薄膜的成分、晶相结构及微观形貌进行分析。利用显微维氏硬度计测试薄膜的力学性能,通过UMT-TriboLab摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能。此外,采用SEM、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS),对薄膜的磨痕形貌及对偶球转移膜的成分进行分析。结果Ti掺杂促进了MoS_(2)薄膜以(002)晶面择优取向生长,且提高了薄膜的致密度,薄膜硬度从70HV提升到350HV。MoS_(2)-Ti复合薄膜在高温环境下的摩擦性能,随Ti含量的增加呈先上升后下降的趋势,其中Ti原子数分数为6.81%的MoS_(2)-Ti复合薄膜具有较低的摩擦因数和磨损率。通过对转移膜的成分进行分析,发现处于300℃高温环境下,Ti原子数分数为13.51%的MoS_(2)-Ti复合薄膜由于在摩擦过程中生成的氧化物较多,其耐磨性能开始下降。结论Ti含量对MoS_(2)-Ti复合薄膜的高温摩擦学性能有明显的影响,掺杂适量Ti能显著提高MoS_(2)薄膜在大气环境下的高温摩擦学性能。 展开更多

关键词 磁控溅射 MoS_(2)-ti复合薄膜 高温 摩擦学性能 磨损机制

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基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti薄膜摩擦磨损性能的影响 被引量：3

6

作者 陈爽 韩雪艳 +2 位作者 安帅帅 王勇杰 李仕华 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期169-177,共9页

为揭示基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti固体润滑薄膜摩擦磨损性能的影响规律,并探究其摩擦磨损机理,采用磁控溅射方法,在不同表面粗糙度的轴承钢基体上沉积MoS_(2)/Ti薄膜。通过划痕测试仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和粗糙度轮廓... 为揭示基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti固体润滑薄膜摩擦磨损性能的影响规律,并探究其摩擦磨损机理,采用磁控溅射方法,在不同表面粗糙度的轴承钢基体上沉积MoS_(2)/Ti薄膜。通过划痕测试仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和粗糙度轮廓仪,分别评价MoS_(2)/Ti薄膜的膜基结合力、物相成分、表面微观形貌以及表面粗糙度,并采用球-盘摩擦磨损实验研究干摩擦、固体-油复合润滑和固体-脂复合润滑条件下,MoS_(2)/Ti薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:随着基体表面粗糙度的增加,MoS_(2)/Ti薄膜的表面粗糙度逐渐增加;薄膜中(002)_(MoS_(2))和(100)_(MoS_(2))衍射峰的强度先减弱后增加;薄膜与基体的结合性能降低。当基体表面粗糙度为0.01μm时,干摩擦条件下MoS_(2)/Ti薄膜具有良好的润滑特性,平均摩擦因数为0.101,磨痕浅且小;随基体粗糙度的升高,样品的平均摩擦因数和磨损率均是先增大后减小,薄膜的主要磨损机制由磨粒磨损转变为屑片形成和破碎。当基体粗糙度较大时(R_(a)=0.26μm),分子间相互作用的影响大于机械啮合作用。采用固体-油复合润滑,高基体粗糙度的薄膜磨损表面不再出现片层剥落现象,磨痕较浅,平均摩擦因数最高可减小19%。固体-脂复合润滑条件下,样品摩擦磨损性能较差,基体粗糙度对摩擦因数的影响不显著。 展开更多

关键词 基体表面粗糙度 MoS_(2)/ti薄膜 干摩擦 复合润滑 阴影效应 磨损机制

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掺杂元素Ti对WS_(2)薄膜结构和摩擦学性能的影响

7

作者 张赵云 段泽文 +4 位作者 江海霞 张贝贝 赵晓宇 吴有智 王鹏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期239-247,266,共10页

目的提高单一成分WS_(2)薄膜的力学和摩擦学性能。方法采用多靶磁控溅射方法制备不同Ti含量的WS_(2)–Ti复合薄膜。利用X射线能谱仪(EDS)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压... 目的提高单一成分WS_(2)薄膜的力学和摩擦学性能。方法采用多靶磁控溅射方法制备不同Ti含量的WS_(2)–Ti复合薄膜。利用X射线能谱仪(EDS)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪,对薄膜的成分、化学态、晶体结构、形貌以及力学性能进行表征,并利用球–盘摩擦试验机检测该系列薄膜在大气和真空环境下的摩擦学性能。结果掺杂元素Ti显著改善WS_(2)薄膜的微观结构、力学性能和摩擦学性能。随着Ti含量的增加,WS_(2)薄膜的结晶度下降,致密度增加,其硬度和杨氏模量分别从0.25 GPa和16.60 GPa增加到3.52 GPa和59.00 GPa。Ti原子数分数为7.17%时,复合薄膜的磨损率在真空和大气环境下分别低至0.10×10^(‒15) m^(3)/(N·m)和2.66×10^(‒15) m^(3)/(N·m)。结论在真空摩擦试验中,WS_(2)基薄膜的磨损机制为黏着磨损,适量的Ti可有效抑制薄膜发生黏着磨损,使得薄膜的磨损率大幅降低。在大气摩擦试验中,Ti有效抑制了硬质颗粒WO_(3)刺穿WS_(2)分子保护膜,使得复合薄膜的磨损寿命延长,磨损率降低。 展开更多

关键词 WS_(2)–ti复合膜 结构 力学性能 摩擦学性能

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三维SnO2/C/rGO复合纤维膜电极制备及储锂性能 被引量：1

8

作者 杨震宇 魏海燕 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第4期56-63,F0002,共9页

三维(3D)纳米纤维复合膜电极结构设计,避免了电极片制备过程中导电剂、黏结剂的添加,增强了电解液的浸润能力,对改善锂离子电池容量及倍率性能具有重要的价值和意义.采用同步静电纺丝和静电喷雾技术,结合氩气煅烧技术,制备了3D网络结构S... 三维(3D)纳米纤维复合膜电极结构设计,避免了电极片制备过程中导电剂、黏结剂的添加,增强了电解液的浸润能力,对改善锂离子电池容量及倍率性能具有重要的价值和意义.采用同步静电纺丝和静电喷雾技术,结合氩气煅烧技术,制备了3D网络结构SnO2/C/rGO复合纤维薄膜电极.这种由一维(1D)SnO2/C纳米线组合二维(2D)石墨片构成3D纳米复合纤维薄膜电极,一方面通过碳纤维连续包覆SnO2颗粒,有利于缓解SnO2充放电过程中剧烈的体积变化,增强其稳定性;另一方面通过碳纤维与二维石墨烯复合构成3D网络结构,有利于改善纤维膜电极的导电性,进而提高其倍率性能.研究表明,制备的SnO2/C/rGO复合纤维膜电极展示了其优良的放电容量、倍率性能及循环稳定性.于电流密度为0.4、0.8、1.6、2.4和4A·g^-1时,10次循环后放电容量分别达到797、659、626、534和468mAh·g^-1,且当电流密度回落至0.4A·g^-1时放电容量可恢复到709mAh·g^-1;4A·g^-1充放电540次电极容量仍可达457mAh·g^-1,库伦效率接近100%. 展开更多

关键词 同步静电纺丝和静电喷雾技术 sno2/C/rGO 纳米纤维复合膜 电极

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Si/Ti原子比对TiO_2-SiO_2复合薄膜亲水性能与摩擦磨损性能的影响

9

作者 王晓宏 赵青南 +3 位作者 常潇 陆文涛 董玉红 赵杰 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第4期579-586,共8页

采用直流(DC)反应磁控溅射法在玻璃上制备了不同Si/Ti原子比的TiO_2-SiO_2复合薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外可见分光光度计、CA-XP150型接触角仪、UMT-2型多功能微摩擦仪,研... 采用直流(DC)反应磁控溅射法在玻璃上制备了不同Si/Ti原子比的TiO_2-SiO_2复合薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外可见分光光度计、CA-XP150型接触角仪、UMT-2型多功能微摩擦仪,研究了不同Si/Ti原子比的TiO_2-SiO_2复合薄膜微观结构、表面形貌、亲水性能和摩擦磨损性能。结果表明,所制备的纯TiO_2薄膜具有锐钛矿结构,其平均晶粒尺寸为11 nm,TiO_2-SiO_2复合薄膜呈现非晶结构,其粒子尺寸相对减小;随着Si/Ti原子比的增大,薄膜在可见光区的平均透过率从76. 6%增加到84. 3%。当复合薄膜中Si/Ti原子比为1∶2时,薄膜的摩擦系数为0. 11,薄膜具有最佳的亲水性能;在紫外光照射2 h后水接触角降到3. 0°;在黑暗中放置30 h后水接触角略增加到7. 7°。 展开更多

关键词 tiO2-SiO2复合薄膜 Si/ti比 亲水性能 摩擦性能 直流磁控溅射

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预沉积ZnO薄膜对ZnO−MoS_(2)/ZnO复合涂层结构与性能影响

10

作者 曹明 赵岚 +3 位作者 余健 唐平 许欢 钟珮瑶 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期226-234,243,共10页

目的通过优化原子层沉积工艺获取不同厚度ZnO薄膜,研究ZnO薄膜晶体取向对ZnO−MoS_(2)涂层生长结构的影响,获得具有优异摩擦学性能的ZnO−MoS_(2)/ZnO复合涂层。方法采用原子层沉积法在不锈钢基体上预沉积不同厚度的ZnO薄膜,再用射频磁控... 目的通过优化原子层沉积工艺获取不同厚度ZnO薄膜,研究ZnO薄膜晶体取向对ZnO−MoS_(2)涂层生长结构的影响,获得具有优异摩擦学性能的ZnO−MoS_(2)/ZnO复合涂层。方法采用原子层沉积法在不锈钢基体上预沉积不同厚度的ZnO薄膜,再用射频磁控溅射技术继续沉积ZnO−MoS_(2)涂层,制备ZnO−MoS_(2)/ZnO固体润滑复合涂层。结果X射线衍射分析发现,预沉积ZnO薄膜有诱导后续ZnO−MoS_(2)涂层沉积生长的作用,预沉积100 nm厚ZnO薄膜的ZnO−MoS_(2)/ZnO复合涂层显示出宽化的MoS_(2)(002)馒头峰,其截面形貌显示为致密的体型结构,获得的摩擦因数最低(0.08),纳米硬度最高(2.33 GPa),硬度/模量比显示该复合涂层的耐磨损性能得到提升;X射线光电子能谱分析结果表明,复合涂层表面游离S与空气中水发生反应程度大约为原子数分数5%,显示复合涂层耐湿性能较好;基于原子层沉积ZnO薄膜生长及其对后续ZnO−MoS_(2)涂层生长的影响分析,提出了ZnO−MoS_(2)/ZnO复合涂层磨损模型,阐明了ZnO薄膜对复合涂层结构及摩擦学性能的影响,并以该模型解释了200 nm厚ZnO薄膜上沉积ZnO−MoS_(2)涂层出现的摩擦因数由高到低的变化趋势及最终磨损失效现象。结论合适的原子层沉积制备的ZnO薄膜有利于MoS_(2)(002)取向生长,可有效提升ZnO−MoS_(2)/ZnO复合涂层的摩擦学性能;控制ZnO薄膜厚度,可实现ZnO薄膜与基底及ZnO−MoS_(2)层间界面之间的优化结合,以制得具有较好摩擦学性能及使用寿命的ZnO−MoS_(2)/ZnO复合涂层。 展开更多

关键词 原子层沉积 zno薄膜 zno-MoS_(2)/zno复合涂层 晶化 润滑性能

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ZnO/WO_3纳米片薄膜的光电催化性能研究 被引量：1

11

作者 查亚鑫 陈荣生 倪红卫 《武汉科技大学学报》 北大核心 2017年第3期184-190,共7页

采用水热法在不锈钢基底上制备WO3纳米片阵列,然后将其浸渍于不同浓度Zn(NO_3)_2溶液中以负载ZnO纳米颗粒,从而制备出ZnO/WO_3纳米片薄膜。采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis... 采用水热法在不锈钢基底上制备WO3纳米片阵列,然后将其浸渍于不同浓度Zn(NO_3)_2溶液中以负载ZnO纳米颗粒,从而制备出ZnO/WO_3纳米片薄膜。采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和电化学阻抗图谱(EIS)等方法对ZnO/WO_3复合薄膜的形貌、结构、物相组成和光电性能等进行分析,重点考察了薄膜电极对亚甲基蓝(MB)的光电催化降解性能。结果表明,WO_3纳米片均匀垂直于基底生长,Zn元素以ZnO颗粒的形式分布在WO_3表面;ZnO的引入促进了WO_3中产生的光生电子-空穴对的分离,从而使ZnO/WO_3复合薄膜表现出比纯WO_3薄膜更优异的光电性能和光电催化活性;在Zn(NO_3)_2浸渍液浓度为20mmol/L时,所制ZnO/WO_3复合薄膜具有最佳的光电催化性能,在MB溶液初始浓度为10mg/L、外加偏压为0.8V、光照1h的条件下,采用该样品对MB的降解率达96.5%,并且复合薄膜具有良好的循环稳定性,在重复使用5次后,对MB的光电催化降解效率没有明显降低,有望在实际污水处理中得到应用。 展开更多

关键词 WO3薄膜 zno纳米颗粒 Zn(NO3)2 复合薄膜电极 光电催化活性 光电性能 亚甲基蓝降解

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