导读:本文包含了纳米功能薄膜论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光纤传感,纳米多孔功能材料,重铬酸盐明胶,湿度传感器
纳米功能薄膜论文文献综述
唐丽[1]（2018）在《覆盖纳米多孔功能薄膜的光纤湿度及气体传感研究》一文中研究指出光纤传感器集传输与传感于一体,显示出不可替代的特点:体小质轻、抗电磁干扰、耐腐蚀、高稳定性、高精度以及易于和通信系统兼容,应用领域广泛。为了满足更高的应用要求,研究者不断探索开发新材料,需求新方案。将新型功能化材料应用到光纤传感领域成为发展趋势。本论文研究将具备纳米微孔结构的功能化薄膜作为增敏材料,涂覆于侧边抛磨光纤(Side-polished fiber,SPF)或微纳光纤(Optical Fiber Micro-wires,OFM)的表面,利用功能材料与外界参量的相互作用,实现了对环境湿度及气体浓度的传感测量。本论文所使用的材料主要有两种:重铬酸盐明胶DCG纳米微孔薄膜及还原氧化石墨烯/聚苯乙烯(r GO/PS)微球。采用旋涂法将DCG纳米微孔薄膜涂覆到SPF的平坦区制备湿度传感器,所制作的湿度传感器比没有多孔结构薄膜的同类型光纤传感器的灵敏度提高了一个数量级。使用沉积法把叁维网状石墨烯复合材料覆盖于OFM表面,首次将具有叁维网状(叁维多孔)结构的石墨烯材料用于光纤传感中,并实现了氨气气体浓度的传感。本论文的研究对制备纳米微孔结构功能薄膜与光纤相结合的光纤器件具有积极的推动作用。本论文的创新成果如下:(1)提出一种覆盖多孔明胶功能薄膜的SPF湿度传感器件,实现了湿度的传感。并且从灵敏度、可逆性、响应速度叁方面考察了传感器的传感性能。在30RH%-50RH%的湿度范围内,传感器的最高灵敏度可达到1.12 nm/RH%;透射谱的波长漂移量和湿度的关系高度线性,线性相关系数是99.31%,而且升降湿度周期调整后,透射光谱可以基本恢复到初始状态,可逆性良好;传感器的响应速度快于0.049%RH/s。(2)提出将叁维多孔结构的石墨烯复合材料r GO/PS用于光纤传感中,制作了一种基于叁维多孔结构的石墨烯复合材料(r GO/PS)薄膜的传感器件,并实现了氨气气体浓度的传感。研究了该传感器的气敏特性,传感器的灵敏度大于0.00165d B/ppm,氨气的解吸附时间少于200s,通入氨气浓度低于4060ppm时,传感器的回复性良好。传感器的输出光功率随氨气浓度线性变化,线性相关系数为97.85%。(本文来源于《暨南大学》期刊2018-04-01）
赵明琳[2]（2017）在《新型纳米功能薄膜材料的椭圆偏振光谱研究》一文中研究指出进入二十一世纪,光电子技术和纳米技术迅猛进步,电子器件进一步向集成化和微型化方面发展。随着航空航天领域,通讯领域,微电子和计算机领域对纳米功能薄膜材料和器件的更广泛、更迫切的应用需求,探索新型薄膜材料以及对薄膜材料进行多领域的应用变的越来越重要。功能薄膜材料因其独特的电、磁、光、热特性和物理效应被广泛地应用于各种电子器件,高新技术电子元件是国家战略高技术的重要组成部分,涉及到国家的国防安全,能源安全和信息安全。新型功能薄膜材料特别是纳米级薄膜材料的开发和研制是薄膜器件科学的先导和支柱,新型薄膜材料的物理性质一直是人们的研究热点。材料薄膜化会带来与体材料迥异的性质,使得薄膜材料具有更广泛的应用前景。现有的薄膜材料种类繁多,常见的有超导薄膜、半导体薄膜、钝化和保护薄膜、太阳能薄膜、铁电薄膜、磁性薄膜等。本文主要研究了几种可以应用于超导器件和能源转换器件的纳米功能薄膜材料。超导薄膜微波器件,超导结器件以及基于超导态和正常态相变的超导转变边缘传感器、超导相变温度计等超导器件具有高灵敏性和强抗干扰能力,使得超导器件在深空探测,信息对抗,太赫兹成像等领域拥有广泛的前景。研究新型高温超导薄膜的光学性质可以深刻理解其物理特性,为后续超导薄膜器件的设计和制备提供必要的先导知识储备。自从Bednorz和Muller发现铜氧化物高温超导体以来,该体系的超导机理一直未有定论。在铜氧化物高温超导体系中,电子型铜氧化物超导体的研究相较于空穴型铜氧化物高温超导体更为少见,其超导相图近几年才刚刚建立完成。尤其是La2-xCexCuO4(LCCO)电子型材料,目前仅能得到该材料的单晶性薄膜而无法获得相应的体材料,且仅有少数几个研究组掌握了该薄膜的制备技术,因此对LCCO材料的光学性质的研究仍留有较大空白。目前一般公认铜氧化物高温超导体的超导特性源自于Cu-0面内的载流子掺杂效应,而LCCO材料的光学性质又与其晶体结构中的Cu-0面的电子态息息相关。LCCO材料远红外波段的光学响应有助于人们窥探材料的超导机理,而可见光-近红外波段的光学响应也反应了 LCCO材料的能带结构和电子态分布,其光学性质包含了众多的物理信息,因此研究LCCO材料的光学响应光谱具有十分重要的意义。锂钛氧体系材料的性质随着Li原子掺杂浓度的不同会发生金属到绝缘体的相变,体系中的代表性材料为Li4Ti5O12和LiTi2O4。前者为宽带隙半导体材料,其晶体结构中的叁维离子通道和自身优越的电化学性能使其成为了理想的"零应变"锂电池阳极材料;后者为唯一的尖晶石结构氧化物超导材料,近年来的研究发现其也可作为锂电池的阳极材料,且研究表明比之Li4Ti5012,LiTi2O4在大电流锂电池应用上具有更优越的性能。随着LiTi2O4纯相单晶薄膜制备技术的成熟,LiTi2O4薄膜在超导方面和电化学方面的应用逐渐成为人们的研究热点。系统地研究Li4Ti5O12和LiTi2O4材料的光学性质的差异有助于深刻地认识锂钛氧体系材料的物理性质。过渡族金属氮化物TiAlON的晶体结构中混杂着化合键、共价键和金属键,因此同时具有良好的导电性能以及高致密性和耐磨抗腐蚀性,早前主要作为钝化和保护薄膜使用。近年来,因其具有在可见光区吸收率高而在红外光区反射率高的独特光学性质,TiAlON薄膜成为一种新兴的太阳能转换薄膜材料,研究其光学性质对于太阳能集热器的核心功能材料--太阳能选择性吸收涂层的设计具有重大的指导意义。研究纳米功能薄膜材料的光学性质离不开光谱学手段,通过光谱分析这一非破坏性的探测技术,可以得到纳米功能薄膜材料的晶格振动,能带结构,光学常数,声子模式,界面状态和电子跃迁等信息。在众多的光谱探测手段中,光谱式椭圆偏振光测量技术在纳米级薄膜材料的光谱研究领域有着不可替代的作用。椭圆偏振光谱仪对薄膜材料没有破坏性,无需真空或遮光等苛刻的测试条件,而且具有极高的灵敏度,无需进行Kramers-Kronig计算即可同时得到薄膜的光学常数和厚度信息,且对薄膜的界面状态和表面状态极其敏感,因此其在纳米功能薄膜材料特别是未知的新型薄膜材料的研究领域具有重要的地位。本文基于光谱式椭圆偏振光测量技术,对铜氧化物高温超导薄膜La2-xCexCuO4,过渡金属氧化物薄膜Li4Ti5012和LiTi204,以及TiAlON太阳能选择吸收薄膜等新型功能薄膜材料进行了研究。旨在探索并给出新型薄膜材料的光学性质和适用的光学色散模型。本文主要研究了 La2-xCexCu04薄膜在可见-近红外波段的赝介电函数和色散模型并讨论了正常态下可见光区的电子跃迁:通过对Li4Ti5012和LiTi204材料的研究系统地讨论了二者的光学性质的差异;通过对TiAlON薄膜的研究,讨论了粗糙层对薄膜光学常数的影响。本文的主要内容和创新点有以下几个方面:1.运用脉冲激光沉积法在SrTiO3(001)衬底上制备了具有高度c轴择优取向的La2-xCexCuO4(x=0.1)电子型铜氧化物高温超导薄膜,运用纳米压痕法研究了薄膜的表观模量和硬度。对薄膜进行了椭圆偏振光谱测试,研究了退火时间对薄膜的物理性质的影响并进一步研究了 La2-xCexCuO4薄膜材料在可见光区正常态下的电子跃迁特性。制备了c轴垂直于样品表面的LCCO单晶薄膜,运用椭圆偏振光谱技术对新型薄膜材料的光学性质进行了研究。提出了一种简洁快速的建立新型薄膜材料的色散模型的方法,并首次报道了 LCCO单晶薄膜适用的色散模型。首先引入点对点分析方法,对椭偏数据进行预分析,再以点对点方法得到的薄膜材料的光学常数随波长变化的大致趋势为依据,较为直观地建立色散模型。首先建立了样品ab面赝光学常数的Cauchy+3Lorentz色散模型。运用X射线衍射,原子力显微镜,透射电子显微镜和椭偏光谱等分析手段研究了两个退火时间不同的LCCO单晶薄膜,发现二者的光学常数存在较大差异。实验结果表明,退火时间不同对LCCO材料的结晶性能和电学性能影响较为微弱,但是会带来较大的光学性质的改变。此外纳米压痕实验表明薄膜的表观模量和硬度等力学性质主要受晶粒尺寸和表面杂质原子等因素的影响,退火时间不同对力学性能的影响较弱。在此基础上,进一步生长了大尺寸的LCCO单晶薄膜,并拓展了探测光谱范围,运用椭偏光谱仪研究了 LCCO材料在可见-近红外光谱范围内的赝介电函数。将色散模型进一步优化为Drude+4Lorentz色散模型。为了分析薄膜正常态下的电子跃迁过程,提高光谱灵敏度,运用数学方法去除Drude分量,构建了赝介电函数Lorentz分量的叁阶导数谱。通过分析叁阶导数谱发现,LCCO薄膜同其他铜氧化物高温超导薄膜一样,低能量区域的介电函数主要受自由载流子的影响,表现出类似于金属的特性。但较为特殊的是,其高能量区域内的电子跃迁不仅表现出了电子型高温超导体的特征,同时还具有空穴型高温超导体的特性。2.利用椭圆偏振光谱对金属-绝缘体过渡金属氧化物体系Li-Ti-O中的Li4Ti5012和LiTi204薄膜材料的光学性质进行了研究。结合共聚焦显微拉曼光谱,第一性原理理论计算和椭圆偏振光谱,从实验上和理论上深入地分析了 LiTi2O4材料的能带结构。运用X射线衍射,原子力显微镜和椭圆偏振光谱等表征方法,比较了Li4Ti5O12和LiTi2O4薄膜材料的光学性质。结果表明Li4Ti5O12适用于Cauchy模型表现出半导体特性;LiTi2O4适用于Drude+4Lorentz模型,表现出金属特性,据我们所知,LiTi2O4的光学常数此前未见诸于报道。为进一步探究LiTi2O4薄膜的d金属轨道能带结构,运用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算软件Material Studio,计算了 LiTi2O4材料的能带结构和分波态密度。椭圆偏振光谱实验测量得到的t2g轨道和eg轨道之间的能量差为2.09eV,而第一性原理计算得到的二个能带中心能级之间的能量差值大致为2.48eV,二者较为一致。以往由于单晶薄膜样品的缺乏,虽然LiTi2O4能带结构的理论计算很多,但实验验证一直较为匮乏,本工作填补了这一空白。3.研究了薄膜厚度对TiAlON薄膜的光学性质的影响,给出了无定形态TiAlON薄膜的色散模型,通过公式推导,定性的讨论了粗糙度和粒径尺寸对薄膜光学性质的影响。通过磁控溅射法在玻璃衬底上制备了不同厚度的TiAlON薄膜。运用X射线衍射和X射线光电子能谱测试并分析了薄膜的结晶状态和元素组成,实验结果表明我们成功制备出了 TiAlON薄膜且薄膜的状态为无定型态。通过扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行分析,发现不同厚度的薄膜的表面粒径尺寸和表面粗糙度存在明显的差异。运用紫外-可见分光光度计和椭圆偏振光谱仪分析了不同厚度的TiAlON薄膜的透射率和光学常数。分析结果表明,薄膜表面粒径尺寸越小,薄膜的透射性越差;薄膜表面粗糙度越大,则相应的折射率越小。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-30）
肖尧[3]（2017）在《纳米多孔二氧化硅光学功能薄膜的溶胶—凝胶法制备与性能研究》一文中研究指出在光学薄膜中减反射膜可以有效降低光在传播过程中的损耗,应用在太阳能电池中能有效提高电池系统能量利用效率。减反射膜是一层折射率介于空气和基板之间的光学薄膜,能减少或消除光学元件表面的反射光,从而增加透光量,在对光学薄膜的研究中占有重要地位。利用溶胶-凝胶法制备多孔光学减反射薄膜是当前该领域的研究热点,但是存在溶胶前驱体溶液稳定差和机械性能需要提高的关键问题。为此,本论文主要基于二氧化硅体系:结合模板法和溶胶凝胶法,利用嵌段共聚物F127和纳米空心微球的协同作用制备分级多孔减反射膜,解决薄膜机械性能差的关键问题;结合乳液聚合和溶胶凝胶法,引入纳米尺度的阳离子乳胶颗粒,以此为模板解决溶胶稳定性差的关键问题。同时,采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外可见光谱(UV-VIS)和铅笔硬度计等手段研究总结了纳米二氧化硅空心球、溶胶前驱体和溶胶-凝胶薄膜的微观结构、光学减反射性能和机械性能的关联调控规律。研究表明,分级的多分散纳米二氧化硅多孔薄膜不仅具有良好的减反射效果(透过率> 9 8 %),而且具有良好的机械性能(孔隙率为5 0 %时,铅笔硬度仍可达4H),此外,多分散纳米孔构成的分级多孔结构还同时具有对垂直入射和非垂直入射光的良好减反射效果,因此优于单分散均匀孔径薄膜的减反射效果。研究还表明,利用表面改性剂(苯基叁甲氧硅烷(PhTES))的官能团(苯环)产生的位阻作用,可有效增强了溶胶稳定性(可稳定存在半年以上);进一步地,以不同粒径的阳离子聚合物纳米微球为模板,实现了在弱酸性条件下通过水/醇比控制正硅酸乙酯(TEOS)水解缩聚过程,无需改变酸/碱环境即可直接获得稳定性良好(可稳定存在半年以上)和分散性良好聚合物/二氧化硅核壳结构前驱体溶胶,应用于二氧化硅和氧化铝光学薄膜均能获得减反射效果优异的纳米多孔减反射膜。这为制备光学减反射薄膜提供了一种简单、可靠、工艺范围宽和产物综合性能好的溶胶-凝胶新方法,为一类太阳能电池溶胶-凝胶减反射薄膜的规模化生产提供了新的思路和途径。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-03-01）
蒋耀权[4]（2016）在《纳米纤维素功能薄膜制备及性能研究》一文中研究指出由于高长径比、高结晶度、高机械强度以及可再生、可生物降解、生物相容性等结构和性能优势,纳米纤维素(NC)成为替代石油基聚合材料用于功能薄膜、食品保鲜、柔性电子等领域的理想材料。因此,NC及其功能复合材料的研究成为国内外研究热点,其中NC形貌结构和表面基团控制与功能材料的复合是制备多功能NC薄膜的关键。本文采用竹纤维为原料,通过化学机械法制备NC并对其表面羟基氧化处理,分别与纳米氧化锌(ZnO)和荧光碳点(CDs)复合制备得到了多种多功能杂化透明薄膜。1)以竹纤维作为原料,采用酸水解结合高压均质法制备得到一维NC,分别与片状纳米氧化锌(s-ZnO)和带状纳米氧化锌(b-ZnO)复合,通过压滤挤出法制备出透明的纳米纤维素-氧化锌(NC-ZnO)杂化薄膜。当纳米ZnO加入量为3wt%时,纳米纤维素-片状氧化锌(NC-s-ZnO)杂化薄膜具有优异的的透明性和紫外屏蔽性能。当纳米ZnO加入量为6wt%时,NC-s-ZnO杂化薄膜在波长300 nm和225 nm的紫外屏蔽效果分别为97.79%和99.13%,高于相同添加量时纳米纤维素-带状氧化锌(NC-b-ZnO)杂化薄膜。2)用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化法将NC改性为氧化纳米纤维素(ONC),以ONC为原料经微波热解法制备得到具有荧光性能的CDs,荧光CDs与ONC共价交联反应形成CDs-ONC,再经压滤挤出法制备得到紫外光激发发出蓝光的CDs-ONC杂化薄膜,具有优异的透明性、荧光性能、热稳定性及机械柔韧性,CDs-ONC杂化薄膜的荧光强度在弯折2000次之后仅下降了5%。3)利用TEMPO氧化纤维素(ONC)及其衍生产物CDs结合不同形貌的ZnO,经压滤挤出法制备了具有高效紫外屏蔽性能的CDs-ONC-ZnO杂化薄膜。CDs-ONC-ZnO杂化薄膜的紫外屏蔽性能较NC-ZnO杂化薄膜有很大的提升,当ZnO的加入量为4wt%时,CDs-ONC-ZnO杂化薄膜的紫外屏蔽效果接近前期6wt%加入量的NC-ZnO杂化薄膜,CDs-ONC-s-ZnO杂化薄膜在波长300 nm和225 nm时能够屏蔽超过90%的紫外辐射,优于同等条件下的CDs-ONC-b-ZnO杂化薄膜和CDs-ONC-p-ZnO(颗粒状ZnO)杂化薄膜。(本文来源于《上海大学》期刊2016-04-01）
[5]（2016）在《《微、纳米功能薄膜分析方法研究及其国家标准制订》项目通过验收》一文中研究指出近日,由上海市计测院承担的上海市质量技术监督局科研项目《微、纳米功能薄膜分析方法研究及其国家标准制订》(项目编号:2013-49)顺利通过专家验收。微、纳米功能薄膜材料在战略性新兴产业中扮演非常重要的角色,已被广泛应用于太阳能电池、集成电路、半导体存储器件、气体传感器等领域。而针对薄膜开展测量方法研究也是确保产品质(本文来源于《计量与测试技术》期刊2016年01期）
金峰,郑美玲,赵震声,段宣明[6]（2015）在《层-层自组装聚合物纳米复合材料光功能薄膜》一文中研究指出我们提出了一种结合光聚合与层-层自组装技术制备聚合物纳米复合材料光功能薄膜的方法。通过乙烯基-巯基的光聚合反应,将巯基引入到聚合物中,进一步利用巯基与半导体纳米粒子表面的配体分子进行置换,将半导体纳米粒子吸附到含巯基的聚合物表面。多次重复上述过程,可以在非极性溶剂中实现聚合物/纳米粒子多层薄膜的制备。通过这种方法,我们分别制备了自支撑的PMMA/CdSe@CdS和PMMA/CdSe@Au聚合物薄膜材料,这两种薄膜材料均具有良好的光学透明性和优异的热性能。其中PMMA/CdSe@CdS聚合物纳米复合材料薄膜具有良好的荧光特性,而PMMA/CdSe@Au聚合物纳米复合材料薄膜具有良好的光限幅特性。本文提出的方法提供了一条简捷易行的构筑新型光功能聚合物薄膜材料的方法。(本文来源于《2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G 光电功能高分子》期刊2015-10-17）
莫玉珍[7]（2015）在《纳米颗粒镶嵌功能薄膜的力、电、光、磁性能模拟研究》一文中研究指出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叁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纳米薄膜施加叁向压缩载荷,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,模拟计算叁种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。(本文来源于《暨南大学》期刊2015-06-04）
刘小玉[8]（2015）在《聚酰亚胺与锌锡氧化物、硫化铅纳米功能薄膜复合制备研究》一文中研究指出锌锡氧化物和硫化铅作为新一代的半导体材料以其优异的光电性质和光敏性质等广泛应用于太阳能电池和传感器等方面,而聚酰亚胺(PI)薄膜作为一类具有优异机械性能、热稳定性能、耐化学性和电性能的高分子薄膜材料,是包括氧化锌锡和硫化铅无机功能层柔性复合薄膜优选的基底材料,可拓展半导体复合薄膜的使用范围,本文采用水解法,原位法和掺杂法制备了聚酰亚胺/氧化锌-氧化锡复合薄膜：采用离子交换和界面沉反应制备了聚酰亚胺/硫化铅复合薄膜,并对薄膜进行了无机功能层组成、结构及表面形貌表征,主要进行了以下工作：1、以聚酰亚胺/聚酰胺酸/掺杂金属盐的聚酰胺酸为基体材料,采用水解法/原位法/掺杂法制备了含有氧化锌和二氧化锡的聚酰亚胺复合薄膜,通过X射线衍射法确定了薄膜表面无机化合物的晶型组成,通过扫描电镜观察薄膜表面无机功能层的表面形貌,通过能谱分析得知薄膜表面元素组成,确定了离子交换的溶液采用乙醇作为溶剂时更有利于目标离子载入聚酰亚胺薄膜表面,同时探索了金属离子半径、价态等对离子载入聚酰亚胺薄膜表面的影响。2、采用聚酰亚胺成品膜通过碱液水解、离子交换及热处理制得了聚酰亚胺/硫化铅的复合薄膜,通过X射线衍射法确定了聚酰亚胺薄膜表面的无机化合物的晶型,通过扫描电镜观察薄膜表面无机功能层表面的表面形貌,探究热处理温度、热处理时间及热处理气氛对复合薄膜表面无机功能层表面形貌的影响。(本文来源于《北京化工大学》期刊2015-05-26）
王亚斌[9]（2011）在《铝表面恒电位技术制备均叁嗪二硫醇纳米功能薄膜》一文中研究指出金属表面均叁嗪二硫醇分子的吸附和聚合研究越来越热,原因在于其防腐蚀性能、粘接性能、润滑性能、节电性能和疏水性能。该类化学物单体在金属表面可以光聚合、热聚合、电化学聚合和蒸发聚合。电化学的吸附和聚合同时形成。以往研究,均叁嗪二硫醇主要是由循环伏安法和恒电流技术制备。但是,以往的制备方法所得的纳米聚合薄膜厚度上不能满足某些应用的需求。因此,寻找制备高质量的均叁嗪二硫醇纳米聚合薄膜的方法势在必行,从而将纳米功能薄膜引入更多的应用领域,产生更大的经济效益。本实验研究了纯铝表面一步恒电位和双步恒电位电化学方法制备均叁嗪二硫醇纳米聚合薄膜的影响因素和机理。一步恒电位研究中,选用的为不饱和均叁嗪二硫醇单体含有烯丙基和全氟代烷基,研究的影响因素包括电化学沉积电位和时间。由此类化合物制备得纳米聚合薄膜具有润滑性能、高介电性能和超疏水性能。双步恒电位电化学研究中,选用的为饱和均叁嗪二硫醇单体,研究的内容为初步电位的确定,然后在初步电位下探讨不同二次电沉积电位和温度。通过红外光谱和X射线光电子能谱推测了饱和与不饱和均叁嗪二硫醇的电化学聚合机理,通过红外光谱和原子力显微镜等技术确定了制备该两类纳米聚合薄膜的最佳制备条件。单电位沉积结果表明:在溶液为AF17N(5mmol/L)和亚硝酸钠电解质(0.15 mol/L)的蒸馏水溶液中,制得高质量的聚合纳米薄膜的条件是:在298K下,用8V电压聚合20s。双电位沉积结果表明:循环伏安扫描范围为-0.7～2.1V,扫描速率为10mv/s时,DHN的聚合电位为1.6V。在两步法中,先用1.6V电化学聚合时间60s,再用10V处理30条件下,制得高质量的聚合纳米薄膜的最佳温度10℃。电化学聚合机理为:亚硝酸根离子首先被电化学氧化为二氧化氮自由基,该自由基作为引发剂,得到均叁嗪二硫醇自由基和均叁嗪二硫醇阴离子自由基,这两种自由基经过链增长反应,得到的聚合物;部分均叁嗪二硫醇自由基、均叁嗪二硫醇阴离子巯基自由基与烯丙基发生反应,形成相对应的聚合物;巯基和铝及其氧化物反应,生成S-Al键。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2011-05-01）
张麟[10]（2008）在《抗凝血纳米功能薄膜材料的研制及抗凝血机理研究》一文中研究指出本论文采用脉冲激光沉积技术和射频磁控溅射两种方法制备了具有不同结构(sp3/sp2)和性能的四面体非晶碳膜,以及稀土La不同掺杂量的非晶碳薄膜和稀土La不同掺杂量的TiO2薄膜;通过微观结构、表面形貌、光学性能、电学性能、表面润湿性和动物体外血液相容性实验,系统研究薄膜的抗凝血性能。研究了脉冲重复频率和单脉冲能量对薄膜微结构和表面性质的影响,实现了sp3C成分可调的非晶碳薄膜制备。提出了血液相容性材料的稀土元素掺杂方法,以改善其抗凝血性质,研制出抗凝血性能优异的稀土La掺杂的非晶碳膜,并通过改变稀土元素掺杂量和衬底沉积温度分别讨论了稀土元素及sp2C各自对非晶碳薄膜的表面特性及抗凝血性能的影响。研制出血容性能良好的稀土La掺杂的TiO2薄膜,研究了La掺杂对TiO2薄膜微结构、表面特性及抗凝血性能的影响。采用分子动力学方法模拟计算纤维蛋白原分子在薄膜表面的选择吸附、体系能量和结合能的计算,提出并验证了蛋白质选择性吸附模型,较好地解释了实验结果,并运用生物化学检测方法结合表面及界面分析手段进一步揭示生物材料的抗凝血机制。首先,采用脉冲激光沉积方法,通过改变单脉冲能量和脉冲重复频率制备出不同结构(sp3/sp2)及性能的四面体非晶碳膜,研究了工艺参数对其微结构、光学性能、表面形貌及润湿性的影响,考察了其表面能参数和血液相容性。研究发现与薄膜的表面特性相比,材料的电子结构对其血液相容性起到决定性的影响。其次,采用射频磁控溅射法制备了La2O3不同掺杂量的非晶碳薄膜,研究掺杂对非晶碳薄膜的微结构、光学性能、电学性能、表面形貌和润湿性及抗凝血性能的影响。研究发现:La2O3掺杂使膜中sp2键的含量增加,随La2O3掺杂量由2.52%增加到5.99%,薄膜的石墨化逐渐增强,导致薄膜的带隙由2.1eV下降到约1eV;室温电导激活能由0.55eV下降到0.128eV;La2O3对薄膜晶粒的生长有细化作用,随La2O3掺杂量的增加非晶碳膜表面的亲水性逐渐降低,样品表面能的变化主要受极性成分的影响,掺杂样品的表面对白蛋白分子具有更强的选择吸附性表现出良好的抗凝血性能。再次,固定La3+在薄膜的含量,通过改变沉积时衬底的温度来调节sp2?sp3的相对比率,进一步研究稀土掺杂非晶碳薄膜材料的抗凝血性能。实验结果发现:衬底温度增加,膜中sp2组分也相对增多;受sp2组分影响,薄膜表面的亲水性逐渐增强,表面能变化较小但界面自由能逐渐减小;薄膜对纤维蛋白原分子的选择性能力增强,抗凝血性能逐渐退化,说明稀土元素与sp2含量对薄膜的血浆蛋白分子的选择性吸附的影响是不同的。制备了La2O3掺杂的氧化钛薄膜,研究掺杂对氧化钛薄膜微结构及血液相容性的影响。实验发现:稀土离子La促使TiO2晶粒沿(110)晶面择优生长,能细化TiO2的晶粒;当La3+掺杂量从1.56%增加到3.64%时,TiO2薄膜的光学带隙也从2.85 eV增大到3.3eV;La2O3掺杂促使TiO2薄膜表面的亲水性逐渐增强。血小板粘附实验结果表明:La2O3掺杂的TiO2薄膜表面粘附的血小板的数量和被激活的程度均明显地低于未掺杂样品,具有明显优于未掺杂样品的抗凝血效果。实验还发现La2O3掺杂提高了TiO2薄膜表面与蛋白质界面张力的极性分量。具有对纤维蛋白原和白蛋白更好的选择性吸附能力的表面特性及适宜的电子结构,是La2O3掺杂的氧化钛薄膜表现出良好的血液相容性能的原因。最后,根据本论文的实验结果,运用分子模拟技术模拟计算纤维蛋白原分子在La2O3掺杂的氧化钛薄膜表面的选择吸附、体系能量和结合能,提出并验证了蛋白质选择性吸附模型,较好地解释了实验结果。利用Lifshitz-vander Waals/acid-base法(即酸碱对LW-AB法)进一步揭示生物材料的抗凝血机制,模拟和计算证明:具有Lewis碱性的薄膜表面能抑制纤维蛋白原的吸附并有利于其维持正常的分子构象,进而抑制材料表面血小板的粘附和激活,改善薄膜材料的抗凝血性能。(本文来源于《中山大学》期刊2008-05-01）
纳米功能薄膜论文开题报告
（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：
进入二十一世纪,光电子技术和纳米技术迅猛进步,电子器件进一步向集成化和微型化方面发展。随着航空航天领域,通讯领域,微电子和计算机领域对纳米功能薄膜材料和器件的更广泛、更迫切的应用需求,探索新型薄膜材料以及对薄膜材料进行多领域的应用变的越来越重要。功能薄膜材料因其独特的电、磁、光、热特性和物理效应被广泛地应用于各种电子器件,高新技术电子元件是国家战略高技术的重要组成部分,涉及到国家的国防安全,能源安全和信息安全。新型功能薄膜材料特别是纳米级薄膜材料的开发和研制是薄膜器件科学的先导和支柱,新型薄膜材料的物理性质一直是人们的研究热点。材料薄膜化会带来与体材料迥异的性质,使得薄膜材料具有更广泛的应用前景。现有的薄膜材料种类繁多,常见的有超导薄膜、半导体薄膜、钝化和保护薄膜、太阳能薄膜、铁电薄膜、磁性薄膜等。本文主要研究了几种可以应用于超导器件和能源转换器件的纳米功能薄膜材料。超导薄膜微波器件,超导结器件以及基于超导态和正常态相变的超导转变边缘传感器、超导相变温度计等超导器件具有高灵敏性和强抗干扰能力,使得超导器件在深空探测,信息对抗,太赫兹成像等领域拥有广泛的前景。研究新型高温超导薄膜的光学性质可以深刻理解其物理特性,为后续超导薄膜器件的设计和制备提供必要的先导知识储备。自从Bednorz和Muller发现铜氧化物高温超导体以来,该体系的超导机理一直未有定论。在铜氧化物高温超导体系中,电子型铜氧化物超导体的研究相较于空穴型铜氧化物高温超导体更为少见,其超导相图近几年才刚刚建立完成。尤其是La2-xCexCuO4(LCCO)电子型材料,目前仅能得到该材料的单晶性薄膜而无法获得相应的体材料,且仅有少数几个研究组掌握了该薄膜的制备技术,因此对LCCO材料的光学性质的研究仍留有较大空白。目前一般公认铜氧化物高温超导体的超导特性源自于Cu-0面内的载流子掺杂效应,而LCCO材料的光学性质又与其晶体结构中的Cu-0面的电子态息息相关。LCCO材料远红外波段的光学响应有助于人们窥探材料的超导机理,而可见光-近红外波段的光学响应也反应了 LCCO材料的能带结构和电子态分布,其光学性质包含了众多的物理信息,因此研究LCCO材料的光学响应光谱具有十分重要的意义。锂钛氧体系材料的性质随着Li原子掺杂浓度的不同会发生金属到绝缘体的相变,体系中的代表性材料为Li4Ti5O12和LiTi2O4。前者为宽带隙半导体材料,其晶体结构中的叁维离子通道和自身优越的电化学性能使其成为了理想的"零应变"锂电池阳极材料;后者为唯一的尖晶石结构氧化物超导材料,近年来的研究发现其也可作为锂电池的阳极材料,且研究表明比之Li4Ti5012,LiTi2O4在大电流锂电池应用上具有更优越的性能。随着LiTi2O4纯相单晶薄膜制备技术的成熟,LiTi2O4薄膜在超导方面和电化学方面的应用逐渐成为人们的研究热点。系统地研究Li4Ti5O12和LiTi2O4材料的光学性质的差异有助于深刻地认识锂钛氧体系材料的物理性质。过渡族金属氮化物TiAlON的晶体结构中混杂着化合键、共价键和金属键,因此同时具有良好的导电性能以及高致密性和耐磨抗腐蚀性,早前主要作为钝化和保护薄膜使用。近年来,因其具有在可见光区吸收率高而在红外光区反射率高的独特光学性质,TiAlON薄膜成为一种新兴的太阳能转换薄膜材料,研究其光学性质对于太阳能集热器的核心功能材料--太阳能选择性吸收涂层的设计具有重大的指导意义。研究纳米功能薄膜材料的光学性质离不开光谱学手段,通过光谱分析这一非破坏性的探测技术,可以得到纳米功能薄膜材料的晶格振动,能带结构,光学常数,声子模式,界面状态和电子跃迁等信息。在众多的光谱探测手段中,光谱式椭圆偏振光测量技术在纳米级薄膜材料的光谱研究领域有着不可替代的作用。椭圆偏振光谱仪对薄膜材料没有破坏性,无需真空或遮光等苛刻的测试条件,而且具有极高的灵敏度,无需进行Kramers-Kronig计算即可同时得到薄膜的光学常数和厚度信息,且对薄膜的界面状态和表面状态极其敏感,因此其在纳米功能薄膜材料特别是未知的新型薄膜材料的研究领域具有重要的地位。本文基于光谱式椭圆偏振光测量技术,对铜氧化物高温超导薄膜La2-xCexCuO4,过渡金属氧化物薄膜Li4Ti5012和LiTi204,以及TiAlON太阳能选择吸收薄膜等新型功能薄膜材料进行了研究。旨在探索并给出新型薄膜材料的光学性质和适用的光学色散模型。本文主要研究了 La2-xCexCu04薄膜在可见-近红外波段的赝介电函数和色散模型并讨论了正常态下可见光区的电子跃迁:通过对Li4Ti5012和LiTi204材料的研究系统地讨论了二者的光学性质的差异;通过对TiAlON薄膜的研究,讨论了粗糙层对薄膜光学常数的影响。本文的主要内容和创新点有以下几个方面:1.运用脉冲激光沉积法在SrTiO3(001)衬底上制备了具有高度c轴择优取向的La2-xCexCuO4(x=0.1)电子型铜氧化物高温超导薄膜,运用纳米压痕法研究了薄膜的表观模量和硬度。对薄膜进行了椭圆偏振光谱测试,研究了退火时间对薄膜的物理性质的影响并进一步研究了 La2-xCexCuO4薄膜材料在可见光区正常态下的电子跃迁特性。制备了c轴垂直于样品表面的LCCO单晶薄膜,运用椭圆偏振光谱技术对新型薄膜材料的光学性质进行了研究。提出了一种简洁快速的建立新型薄膜材料的色散模型的方法,并首次报道了 LCCO单晶薄膜适用的色散模型。首先引入点对点分析方法,对椭偏数据进行预分析,再以点对点方法得到的薄膜材料的光学常数随波长变化的大致趋势为依据,较为直观地建立色散模型。首先建立了样品ab面赝光学常数的Cauchy+3Lorentz色散模型。运用X射线衍射,原子力显微镜,透射电子显微镜和椭偏光谱等分析手段研究了两个退火时间不同的LCCO单晶薄膜,发现二者的光学常数存在较大差异。实验结果表明,退火时间不同对LCCO材料的结晶性能和电学性能影响较为微弱,但是会带来较大的光学性质的改变。此外纳米压痕实验表明薄膜的表观模量和硬度等力学性质主要受晶粒尺寸和表面杂质原子等因素的影响,退火时间不同对力学性能的影响较弱。在此基础上,进一步生长了大尺寸的LCCO单晶薄膜,并拓展了探测光谱范围,运用椭偏光谱仪研究了 LCCO材料在可见-近红外光谱范围内的赝介电函数。将色散模型进一步优化为Drude+4Lorentz色散模型。为了分析薄膜正常态下的电子跃迁过程,提高光谱灵敏度,运用数学方法去除Drude分量,构建了赝介电函数Lorentz分量的叁阶导数谱。通过分析叁阶导数谱发现,LCCO薄膜同其他铜氧化物高温超导薄膜一样,低能量区域的介电函数主要受自由载流子的影响,表现出类似于金属的特性。但较为特殊的是,其高能量区域内的电子跃迁不仅表现出了电子型高温超导体的特征,同时还具有空穴型高温超导体的特性。2.利用椭圆偏振光谱对金属-绝缘体过渡金属氧化物体系Li-Ti-O中的Li4Ti5012和LiTi204薄膜材料的光学性质进行了研究。结合共聚焦显微拉曼光谱,第一性原理理论计算和椭圆偏振光谱,从实验上和理论上深入地分析了 LiTi2O4材料的能带结构。运用X射线衍射,原子力显微镜和椭圆偏振光谱等表征方法,比较了Li4Ti5O12和LiTi2O4薄膜材料的光学性质。结果表明Li4Ti5O12适用于Cauchy模型表现出半导体特性;LiTi2O4适用于Drude+4Lorentz模型,表现出金属特性,据我们所知,LiTi2O4的光学常数此前未见诸于报道。为进一步探究LiTi2O4薄膜的d金属轨道能带结构,运用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算软件Material Studio,计算了 LiTi2O4材料的能带结构和分波态密度。椭圆偏振光谱实验测量得到的t2g轨道和eg轨道之间的能量差为2.09eV,而第一性原理计算得到的二个能带中心能级之间的能量差值大致为2.48eV,二者较为一致。以往由于单晶薄膜样品的缺乏,虽然LiTi2O4能带结构的理论计算很多,但实验验证一直较为匮乏,本工作填补了这一空白。3.研究了薄膜厚度对TiAlON薄膜的光学性质的影响,给出了无定形态TiAlON薄膜的色散模型,通过公式推导,定性的讨论了粗糙度和粒径尺寸对薄膜光学性质的影响。通过磁控溅射法在玻璃衬底上制备了不同厚度的TiAlON薄膜。运用X射线衍射和X射线光电子能谱测试并分析了薄膜的结晶状态和元素组成,实验结果表明我们成功制备出了 TiAlON薄膜且薄膜的状态为无定型态。通过扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行分析,发现不同厚度的薄膜的表面粒径尺寸和表面粗糙度存在明显的差异。运用紫外-可见分光光度计和椭圆偏振光谱仪分析了不同厚度的TiAlON薄膜的透射率和光学常数。分析结果表明,薄膜表面粒径尺寸越小,薄膜的透射性越差;薄膜表面粗糙度越大,则相应的折射率越小。
（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。
纳米功能薄膜论文参考文献
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