国家自然科学基金(50602012)
- 作品数：11 被引量：23H指数：3
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- 相关机构：哈尔滨工业大学中航工业北京航空制造工程研究所中国石油天然气集团公司更多>>
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- 相关领域：理学一般工业技术机械工程电子电信更多>>
- 掺磷四面体非晶碳薄膜电极的电化学伏安特性被引量：3
- 2007年
- 采用过滤阴极真空电弧技术,以高纯磷烷气体为掺杂源制备掺磷四面体非晶碳(ta-C:P)薄膜.利用X射线光电子能谱和激光拉曼光谱表征薄膜的成分和结构,采用循环伏安和微分脉冲伏安分析薄膜的电化学行为.结果表明,磷的掺入没有引起薄膜非晶结构的明显变化,只是促进了sp^2杂化碳原子的团簇.经过酸预处理的ta-C:P薄膜在硫酸溶液中有宽的电势窗口和低的背景电流;对Cl^-有催化活性;薄膜表面电子传输速度快;对水溶液中Cu^(2+)和Cd^(2+)有检测活性.因此具有良好导电性的ta-C:P薄膜适于作为电极并有望用于污水中重金属离子的分析检测等领域.
- 刘爱萍朱嘉琦韩杰才韩潇吴化平
- 关键词：电极伏安行为
- 掺氮四面体非晶碳的第一性原理研究被引量：1
- 2011年
- 采用基于第一性原理的分子动力学方法对掺氮四面体非晶碳进行结构建模,并对其显微结构和电子结构进行了研究.氮在非晶碳网络中的配位形态与密度没有明显关系,主要是以三配位形态存在,其次是两配位,四配位氮的比例很小.掺氮后碳网络结构sp2含量大大增加,随着氮含量的增加,费米能级附近态密度增加.氮掺入后并未使费米能级发生明显移动.
- 高巍巩水利朱嘉琦马国佳
- 关键词：第一性原理密度泛函理论电子结构
- X光电子谱辅助Raman光谱表征N含量对非晶金刚石薄膜的结构影响被引量：3
- 2009年
- 用过滤阴极真空电弧沉积系统制备掺N非晶金刚石(ta-C∶N)薄膜,通过在阴极电弧区和沉积室同时通入N2气实现非晶金刚石薄膜的N原子掺杂,并通过控制N2气流速制备不同N原子含量的ta-C∶N薄膜。用X射线光电子能谱(XPS)和Raman光谱分析N含量对ta-C∶N薄膜微观结构的影响。XPS分析结果显示:当N2气流速从2 cm3.min-1增加到20 cm3.min-1时,薄膜中N原子含量从0.84 at.%增加到5.37 at.%,同时随薄膜中N原子含量的增加,XPS C(1s)芯能谱峰位呈现单调增加的趋势,XPS C(1s)芯能谱的半高峰宽也随着N含量的增加而逐渐变宽。在Raman光谱中,随N原子含量增加,G峰的位置从1 561.61 cm-1升高到1 578.81 cm-1。XPS C(1s)芯能谱和Raman光谱分析结果表明:随N含量的增加,XPS C(1s)芯能谱中sp2/sp3值和Raman光谱中ID/IG值均呈上升的趋势,两种结果都说明了随N原子含量增加,薄膜中sp2含量也增加,薄膜结构表现出石墨化倾向。
- 陈旺寿朱嘉琦韩杰才田桂檀满林
- 关键词：RAMAN光谱
- 掺硼四面体非晶碳膜的微观结构及光谱表征被引量：2
- 2008年
- 分别采用过滤阴极真空电弧技术制备了不同含硼量四面体非晶碳(ta-C:B)膜,并用X射线光电子能谱(XPS)、Raman光谱对薄膜的微观结构和化学键态进行了研究.XPS分析表明薄膜中B主要以石墨结构形式存在,随着B含量的增加,sp^3杂化碳的含量逐渐减小,Ta-C:B膜的Raman谱线在含硼量较高时,其D峰和G峰向低频区偏移,且G峰的半峰宽变窄,表明B的引入促进了sp^2杂化碳的团簇化,减小了原子价键之间的变形,从而降低了薄膜的内应力.
- 张化宇檀满林韩杰才朱嘉琦贾泽纯
- 关键词：XPSRAMAN光谱
- 非晶碳结构建模和电子结构的第一性原理研究被引量：6
- 2008年
- 基于密度泛函理论,采用了一种更为精确的交换相关泛函OLYP(OPTX+LYP),对密度范围从2.0到3.2g/cm3的非晶碳进行结构建模.模拟得到的5个碳网络结构无论从径向分布函数还是sp3含量都与实验符合得很好.对非晶碳电子结构的研究表明费米能级附近的电子态密度主要是sp2碳原子的贡献.随着密度的增加,sp3碳原子增加,费米能级附近的态密度越来越小.小环结构增加了费米能级附近的电子态密度,缺陷态在费米能级形成尖峰,使带隙大大降低.
- 高巍朱嘉琦牛丽韩杰才代宝昌
- 关键词：非晶碳密度泛函理论电子结构
- 类金刚石薄膜电极的电化学行为研究被引量：1
- 2009年
- 类金刚石(DLC)薄膜以其优异的物理化学性能引起了人们的研究兴趣。导电的DLC薄膜可以作为电极材料并表现出宽的电势窗口,低的背景电流,良好的电化学活性,表面易修饰,从而有望用于生物电分析及污水检测等方面。从薄膜的制备、薄膜与基底界面、薄膜表面修饰等几个方面综述了DLC薄膜电极的制备技术和电化学行为研究,并对其应用前景进行展望。
- 刘爱萍朱嘉琦韩杰才
- 关键词：类金刚石电化学电极
- 非晶金刚石薄膜对温度的敏感性研究被引量：1
- 2007年
- 采用过滤阴极真空电弧技术制备非晶金刚石薄膜,在-190-600℃范围研究非晶金刚石薄膜的温度敏感性．利用液氮泵在Linkam试验台上冷却样品并实时采样,通过炉中退火实现样品加热．分别测试可见光拉曼光谱和纳米压痕,研究薄膜的微结构和机械性能的变化．实验表明:过滤阴极真空电弧制备的非晶金刚石薄膜具有较好的热稳定性．在空气中退火到400℃,其硬度和弹性模量基本保持不变,其结构可以一直稳定到500℃,但是到600℃,薄膜因为氧化作用而快速消耗．非晶金刚石薄膜的可见光拉曼光谱显示随着温度的升高,谱峰峰位向高频偏移．在低温冷却过程中,薄膜对温度变化不敏感,其结构保持不变．
- 朱嘉琦孟松鹤陈旺寿韩杰才
- 关键词：温度敏感性拉曼光谱
- 非晶碳薄膜振动拉曼光谱的第一性原理研究被引量：1
- 2009年
- 采用基于第一性原理的赝势平面波方法,对3个不同密度(2.6,2.9和3.2 g.cm-3)非晶碳结构的振动态密度和振动拉曼光谱进行了研究。结构模型由快速"液体-淬火"方法模拟得到,振动频率和本征模由线性响应理论决定,拉曼耦合张量由有限电场方法计算。计算结果表明:当密度从2.6增加到3.2 g.cm-3时,sp3碳含量从50%增加到84.4%,G峰向高频区偏移,D峰和G峰的强度之比ID/IG减小,T峰向低频区偏移且T峰和G峰的强度之比IT/IG增大。该结果与实验结果显示出很好的一致性。依据原子振动的分析结果证实:拉曼光谱的G峰和D峰均来自于sp2碳原子的振动贡献,且G峰是由任何成对的sp2碳原子的伸缩振动产生的,T峰来自于sp3杂化碳原子的振动贡献,G峰和T峰峰位随结构的色散是由键长变化导致的。
- 牛丽朱嘉琦高巍杜善义
- 关键词：第一性原理拉曼光谱
- 多层四面体非晶碳膜的热稳定性
- 2012年
- 为了获得具有一定厚度的四面体非晶碳薄膜,利用过滤阴极真空电弧(FCVA)沉积技术,通过交替改变衬底偏压的方法制备了多层四面体非晶碳(ta-C)薄膜。多层膜由富sp2子膜层Ai与富sp3子膜层Bi交替组成(i=1,2,3),各子膜层厚度比dAi/dBi约为1.0,总的膜厚约为1μm。根据Stoney公式计算多层膜的各子膜层压应力呈交替起伏变化。多层四面体非晶碳膜在500℃以下的真空退火处理后,可见光Raman谱表明,多层膜的富sp3杂化结构基本保持不变,纳米压痕测量的薄膜硬度与杨氏模量略微增加,纳米划擦实验表明,多层膜具有优良的耐磨性与附着性。因此,多层ta-C膜具有优良的力学性能和热稳定性,是一种优异的航空航天用光学元件的表面保护膜。
- 韩潇朱嘉琦周峰陈晓丽
- 关键词：非晶碳多层膜残余应力热稳定性
- 非晶硅太阳电池窗口层材料掺硼非晶金刚石的研究被引量：4
- 2008年
- 以固态掺杂方式利用过滤阴极真空电弧技术制备掺硼非晶金刚石薄膜,获得性能优良的宽带隙p型半导体材料,再利用等离子增强化学气相沉积技术制备p-i-n结构非晶硅太阳电池的本征层和n型层,最终制成以掺硼非晶金刚石薄膜为窗口层的非晶硅太阳电池.利用Lambda950紫外-可见光分光光度计表征薄膜的光学带隙,并测试电池开路电压、短路电流、填充因子以及转化效率等参数,再分析电池的光谱响应特性.实验表明,掺硼非晶金刚石薄膜的光学带隙(～2.0eV)比p型非晶硅更宽,以掺硼非晶金刚石薄膜用作非晶硅太阳电池的窗口层,能够改善电池的光谱响应特征,并提高转化效率达10%以上.
- 朱嘉琦卢佳田桂檀满林耿达
- 关键词：非晶金刚石薄膜非晶硅太阳电池P型掺杂
