《ZnO基纳米薄膜材料的制备及其性能调控》

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本项目研究工作属于材料科学领域,项目组在ZnO基纳米薄膜材料的制备和性能调控方面开展了系统的研究工作,取得了有价值的研究成果。一、发展了溶胶凝胶技术制备ZnO基纳米薄膜材料的方法,制备了未掺杂和金属(Na, Mg)掺杂纳米ZnO薄膜,发现预处理温度、退火温度和金属掺杂浓度对ZnO基纳米薄膜的择优取向、晶粒尺寸、表面形貌、粗糙度和缺陷浓度等具有调控作用,该研究结果为调控ZnO基纳米薄膜材料的结构和形貌提供了新的途径,为利用结构和形貌的控制来优化薄膜光电性能提供基础。二、通过改变预处理温度和退火温度调控ZnO基纳米薄膜材料的光催化活性和荧光性能,揭示了增强ZnO基纳米薄膜材料光催化活性的微观机理,获得紫外和可见发光峰的形成机理。通过改变金属离子掺杂浓度,实现光学带隙和荧光峰位的移动,优化薄膜的折射率、消光系数和电学性质,揭示了金属离子掺杂调控ZnO薄膜光学和电学性能的物理机理,为调控和优化ZnO基纳米薄膜材料的光电性能提供有效方法。三、通过调节薄膜的制备条件、工艺参数和Na掺杂量等,制备出具有表面浸润性可调的ZnO基纳米薄膜,揭示了ZnO基纳米薄膜表面浸润性与其表面粗糙度、形貌、表面自由能和浸润模型的相关性;深入研究了ZnO基纳米薄膜表面浸润性的光诱导可逆转变,揭示了表面浸润性可逆转变的微观物理机理。上述研究结果共发表论文31篇,其中SCI收录25篇;在影响因子大于2的SCI期刊上发表论文10篇,发表的论文被SCI收录论文他引120次。

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