国家自然科学基金(50972129)
- 作品数：9 被引量：21H指数：3
- 相关作者：胡晓君胡衡陈小虎顾珊珊黄凯更多>>
- 相关机构：浙江工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金浙江省“钱江人才计划”浙江省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术更多>>
- 纳米金刚石/竖立石墨烯复合三维电极的制备及电化学性能研究被引量：2
- 2022年
- 金刚石/石墨烯复合电极因能发挥金刚石组分的低背景电流和宽电势窗口,且兼具石墨组分的高电化学活性,引起了人们的广泛关注.本文采用热丝化学气相沉积方法,通过调控短时生长时间,在纳米金刚石单颗粒层表面的竖立石墨烯片中嵌入纳米金刚石,形成复合三维电极.结果表明,当竖立石墨烯片顶部生长了纳米金刚石时,电极显示较宽的电势窗口(3.59 V)和极低的背景电流(1.27 mA/cm^(2)),片层顶部少层石墨包覆纳米金刚石晶粒的复合结构是拓宽电势窗口和降低背景电流的关键.随着生长时间延长,竖立片层长大,纳米金刚石晶粒嵌入到片层中,构建了新型的纳米金刚石/石墨烯复合竖立片层结构;有序的石墨结构使得电化学活性面积增大为677.19μC/cm^(2)和比电容增至627.34μF/cm^(2),石墨组分增多使得电势窗口变窄,嵌入片层中的纳米金刚石有效地降低背景电流.本研究提供了一种热丝化学气相沉积方法制备纳米金刚石/石墨烯复合三维电极的新方法,并为充分发挥金刚石/石墨烯复合薄膜的协同效应提供了一种新思路.
- 蒋梅燕王平陈爱盛陈成克李晓鲁少华胡晓君
- 关键词：纳米金刚石电极电化学性能
- 退火对B掺杂纳米金刚石薄膜微结构和电化学性能的影响被引量：6
- 2010年
- 采用热丝化学气相沉积法制备B掺杂纳米金刚石薄膜,并对薄膜进行真空退火处理,系统研究了不同退火温度对B掺杂纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能的影响.结果表明,当退火温度升高到800℃后,薄膜的Raman谱图中由未退火时在1157,1346,1470,1555cm-1处的4个峰转变为只有D峰和G峰,说明晶界上的氢大量解吸附量减少;并且D峰和G峰的积分强度比ID/IG值变为最小,即sp2相团簇数量减少或尺寸变小;G峰左移,石墨相无序化程度增加;此时电极具有最宽的电势窗口和最高的析氧电位,电极表面进行可逆电化学反应.1000℃退火时,D峰增强,峰较尖锐,ID/IG值最大,并且石墨相有序化程度增加,电极具有最窄的电势窗口和最低的析氧电位,电极表面进行可逆电化学反应.不同退火温度下,纳米金刚石薄膜中sp2相团簇数量或尺寸、晶界上聚集的与氢有关的反式聚乙炔的量、石墨相的无序化程度以及B的扩散使得薄膜的电化学性能随退火温度的升高呈复杂的变化。
- 潘金平胡晓君陆利平印迟
- 关键词：微结构电化学性能
- 纳米金刚石薄膜的掺杂、表/界面调控及性能研究被引量：1
- 2022年
- 本文综述了近年来国内外研究者在纳米金刚石薄膜的掺杂、导电性能、场发射性能和电化学性能等方面的工作,涉及化学气相沉积法制备n型纳米金刚石薄膜,离子注入掺杂纳米金刚石晶粒提高薄膜的n型导电性能,金属离子注入制备场发射性能良好的纳米金刚石薄膜,低剂量离子注入和晶粒表面氧终止态获得高迁移率n型电导,纳米金刚石/石墨烯复合结构的调控对其电学及电化学性能的影响,以及硼掺杂金刚石薄膜电极的微结构和电化学性能研究等。综合分析发现,晶粒掺杂和表界面协同调控可以提升薄膜的电学性能、场发射性能及电化学性能,为纳米金刚石薄膜在纳米电子器件、电化学电极等领域的应用提供了理论基础。
- 胡晓君郑玉浩陈成克鲁少华蒋梅燕李晓
- 关键词：纳米金刚石薄膜掺杂表面态电学性能
- 磷离子注入纳米金刚石薄膜的n型导电性能与微结构研究被引量：1
- 2011年
- 系统研究了磷离子注入并在不同温度退火后的纳米金刚石薄膜的微结构和电学性能.研究表明,当退火温度达到800℃以上时,薄膜呈良好的n型电导.Raman光谱和电子顺磁共振谱的结果表明,薄膜中金刚石相含量越高和完整性越好,薄膜电阻率越低.这说明纳米金刚石晶粒为薄膜提供了电导.1000℃退火后,薄膜晶界中的非晶石墨相有序度提高,碳悬键数量降低,薄膜电阻率升高.薄膜导电机理为磷离子注入的纳米金刚石晶粒提供了n型电导,非晶碳晶界为其电导提供了传输路径.
- 胡晓君胡衡陈小虎许贝
- 关键词：纳米金刚石薄膜N型
- 氧离子注入纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能研究被引量：2
- 2014年
- 在纳米金刚石薄膜中注入剂量为1012cm-2的氧离子,并进行700,800,900和1000?C的真空退火处理,系统研究薄膜的微结构和电化学性能结果表明,氧离子注入未退火(O120)和氧离子注入1000?C退火(O121000)电极的电势窗口分别为4.60 V和3.61 V,远大于其他电极的电势窗口,并且这两个样品的电极传质效率较高,说明氧离子注入和高温退火有利于提高电极的传质效率.红外光谱测试表明,样品O120和O121000的表面没有碳氢基团终止层,而其他样品均含有氢终止层,说明氧离子注入和高温退火破坏了薄膜表面含碳氢基团的氢终止层,提高了薄膜的电化学性能Raman光谱测试结果表明,金刚石含量较高、内应力较小和非晶石墨相无序化程度较大的样品具有较好的电化学性能;并且薄膜晶界处的非晶碳的团簇数量或者尺寸减小,样品的电化学性能提高.
- 王锐胡晓君
- 关键词：纳米金刚石薄膜电化学性能微结构
- 氧离子注入微晶金刚石薄膜的微结构与光电性能研究被引量：2
- 2013年
- 本文系统研究了氧离子注入剂量和退火温度对含有Si-V发光中心的微晶金刚石薄膜的微结构和光电性能的影响.结果表明,氧离子注入并在较高温度退火有利于提高薄膜中Si-V中心的发光强度.当氧离子注入剂量从1014cm2增加到1015cm2时,薄膜中Si-V发光强度增强.Hall效应测试结果表明退火后薄膜的面电阻率降低.不同温度退火时,氧离子注入薄膜的Si-V发光强度较强时,薄膜的面电阻率增加,说明Si-V发光中心不利于提高薄膜的导电性能.Raman光谱测试结果表明,薄膜中缺陷数量的增多会增强Si-V的发光强度,而降低薄膜的导电性能.
- 王峰浩胡晓君
- 关键词：金刚石薄膜电学性能
- 退火时间对硼掺杂纳米金刚石薄膜微结构和电化学性能的影响被引量：3
- 2012年
- 采用高分辨透射电镜、紫外和可见光Raman光谱及循环伏安法研究了1000℃下退火不同时间的硼掺杂纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能.结果表明,随退火时间的延长,薄膜中纳米金刚石晶粒尺寸逐渐减小.当退火时间为0.5 h时,金刚石晶粒尺寸由未退火样品的约15 nm减小为约8 nm,金刚石相含量增加;当退火时间为2.0 h时.金刚石晶粒减小为2—3 nm,此时晶界增多,金刚石相含量减少;退火时间为2.5 h时纳米金刚石晶粒尺寸和金刚石相含量又略有上升.晶粒尺寸和金刚石相含量的变化表明薄膜在退火过程中发生了金刚石和非晶碳相的相互转变.可见光Raman光谱测试结果表明,不同退火时间下,G峰位置变化趋势与I_D/I_G值变化一致,说明薄膜内sp^2碳团簇较大时,非晶石墨相的有序化程度较高.退火0.5,1.0,1.5和2.0 h时,电极表面进行准可逆电化学反应,而未退火和退火时间为2.5 h时电极表面进行不可逆电化学反应.退火有利于提高薄膜电极的传质效率,退火0.5 h时薄膜电极的传质效率最高,催化氧化性能最好.较小的晶粒尺寸、较高的金刚石相含量以及纳米金刚石晶粒的均匀分布有利于提高电极表面反应的可逆性和催化氧化性能.
- 胡衡胡晓君白博文陈小虎
- 关键词：退火时间微结构电化学性能
- 退火温度对硼掺杂纳米金刚石薄膜微结构和p型导电性能的影响被引量：10
- 2013年
- 采用热丝化学气相沉积法制备硼掺杂纳米金刚石(BDND)薄膜,并对薄膜进行真空退火处理,系统研究退火温度对BDND薄膜微结构和电学性能的影响.Hall效应测试结果表明掺B浓度为5000ppm(NHB)的样品的电阻率较掺B浓度为500ppm(NLB)的样品低,载流子浓度高,Hall迁移率下降.1000℃退火后,NLB和NHB样品的迁移率分别为53.3和39.3cm2·V-1·s-1,薄膜的迁移率较未退火样品提高,电阻率降低.高分辨透射电镜、紫外和可见光拉曼光谱测试结果表明,NLB样品的金刚石相含量较NHB样品高,高的硼掺杂浓度使薄膜中的金刚石晶粒产生较大的晶格畸变.经1000C退火后,NLB和NHB薄膜中纳米金刚石相含量较未退火时增大,说明薄膜中部分非晶碳转变为金刚石相,为晶界上B扩散到纳米金刚石晶粒中提供了机会,使得纳米金刚石晶粒中B浓度提高,增强纳米金刚石晶粒的导电能力,提高薄膜电学性能.1000℃退火能够恢复纳米金刚石晶粒的晶格完整性,减小由掺杂引起的内应力,从而提高薄膜的电学性能.可见光Raman光谱测试结果表明,1000℃退火后,Raman谱图中反式聚乙炔(TPA)的1140cm-1峰消失,此时薄膜电学性能较好,说明TPA减少有利于提高薄膜的电学性能.退火后金刚石相含量的增大、金刚石晶粒的完整性提高及TPA含量的大量减少有利于提高薄膜的电学性能.
- 顾珊珊胡晓君黄凯
- 关键词：退火微结构电学性能
- 氧化对单颗粒层纳米金刚石薄膜硅空位发光和微结构的影响被引量：1
- 2019年
- 制备了单个颗粒(domain)组成的纳米金刚石薄膜,薄膜中单个颗粒由尺寸超过 100 nm 的金刚石晶粒与非晶碳复合而成.对薄膜进行氧化处理后,其硅空位色心的光致发光强度增强了 22.7 倍.扫描电镜及拉曼光谱测试结果表明,不同时间氧化后的样品中存在由尺寸超过 100 nm 的晶粒组成的花瓣状金刚石聚集体,这些金刚石在较长氧化时间下仍能保持稳定.氧化后的薄膜内非晶碳大大减少,金刚石含量增大,纳米金刚石晶粒充分暴露引起了薄膜发光强度大幅增强,其发光半峰宽为 5.6 6.0 nm.继续增加氧化时间,薄膜的光致发光会因为部分细小纳米金刚石晶粒的损失而略微降低,但是稳定的大尺寸金刚石晶粒的存在使得薄膜的发光强度依然维持在氧化前的 8.3 倍以上.
- 陈隆陈成克李晓胡晓君
- 关键词：光致发光
