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红外反射谱-AZO-Ag-AZO

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CERAMICSINTERNATIONAL

Availableonlineatwww.sciencedirect.com

CeramicsInternational40(2014)12847–12853InfraredreflectivepropertiesofAZO/Ag/AZOtrilayerspreparedbyRFmagnetronsputtering

DagangMiao,ShouxiangJiangn,SongminShang,ZhuomingChenInstituteofTextilesandClothing,TheHongKongPolytechnicUniversity,HungHom,Kowloon,HongKong,ChinaReceived26March2014;receivedinrevisedform14April2014;accepted27April2014Availableonline2May2014

AbstractAZO/Ag/AZOtrilayerfilmswerepreparedonglasssubstratesbyradiofrequency(RF)magnetronsputteringtechnology.Crystalstructure,surfacemorphology,visibletransmittance,andcolorscaleoftheAZO/Ag/AZOcoatedtrilayersasfunctionsofAgandAZOlayersthicknesswereinvestigatedbyX-rayDiffraction(XRD),ScanningElectronMicroscope(SEM),AtomicForceMicroscopy(AFM),opticaltransmittancespectraandCIELABsystem.Inaddition,theelectricalandinfraredreflectionpropertiesofthecoatedtrilayerswereexaminedbyfour-pointprobesystemandFourierTransformInfraredSpectroscopy.TheresultsindicatedthattheAginnerlayerstartedformingacontinuousfilmatthethicknessof10nmwhichwassupportedbyXRDresultofthedistinct200and220Agpeaks.Besides,thehighestaveragevisibletransmittanceof80.5%wasobtainedbytheAZO(30nm)/Ag(10nm)/AZO(30nm)structure.Furthermore,thelowestsheetresistivityof4.36Ω/sqandthehighestinfraredreflectionrateof96%inFIRregioncanbeobtainedbytheAZO(30nm)/Ag(13nm)/AZO(30nm)structure.ThehighinfraredreflectionpropertyoftheAZO/Ag/AZOtrilayersmakesitapromisingcandidateforenergyconservationcoatings.&2014ElsevierLtdandTechnaGroupS.r.l.Allrightsreserved.

Keywords:AZO;Ag;Multilayerthinfilms;Infraredreflection;RFmagnetronsputtering1.IntroductionThegrowingdemandforenergyconservationinrecentyearshasbeenaccompaniedbyincreasingscholarlyinterestinhighlyvisibletransparentandnear-infrared(NIR)reflectivethinfilms[1].Transparentconductiveoxides(TCOs)areoneofthepotentialcandidatesforenergyconservationfilmsduetotheirhighvisibletransparentandhighconcentrationoffreeelectrons[2–4].Al-dopedZnO(AZO)isanemergingTCOmaterialandhasbeenextensivelyinvestigatedtosubstitutethewidelyusedexpensiveIndiumTinOxide(ITO),becauseofitsrichstorage,non-toxic,reductionstabilitytohydrogenplasmasaswellastheeasywayforitssynthesisandprocessing[5];andAZOfilmhasbeenreportedtohavehighvisibletransmittance(about80–85%)andhighNIRreflectance(about50%at2000nm)[6].Nevertheless,thebestNIRreflectanceofAZOfilmscanonlybeobtainedwhenheatingtreatments

areemployedduringorafterthedepositionprocess,whichincreasestheoverallcostofsolarmaterialsfabrication.Inordertoacquirethedesiredinfraredreflectionrateandmaintainhightransmittance,TCO/metal/TCOmultilayerfilmhasrecentlyreceivedarenewedinterestasahighlypromisingrouteinsolarmaterials[7,8].Inthiscase,Agistheoptimalmetalbecauseofitslowresistivity(approximately1.6Â10À6Ωcm),

andithasbeenwellpreparedbymagnetronsputtering[9,10].Currently,manyresearchersarededicatedtoinvestigatethevisibletransmittanceandelectricalresistivityofAZO/Ag/AZOfilm,andmanyusefulresultshavebeenreported.Sahu[11–13]haspreparedAZO/Ag/AZOtrilayersbyelectronbeamevaporation.Hefoundthatthetrilayersshowedsatisfactorypropertiesoflowresistanceandhightransmittanceforapplicationastransparentconductiveelectrodes.Park[14]andSutthana[15]haveinnovativelypreparedtheAZO/Ag/AZOfilmbyDCmagnetronsputteringforsolarcellapplica-tions.Crupi[16]hasinvestigatedtheoptimizationofAZO/Ag/AZOstructurespreparedbyRFmagnetronsputtering.Inaddition,Wu[17]studiedtheinfluenceofAgthicknessin

www.elsevier.com/locate/ceraminthttp://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.04.1390272-8842/&2014ElsevierLtdandTechnaGroupS.r.l.Allrightsreserved.

nCorrespondingauthor.Tel.:þ85227666430;fax:þ85227731432.

E-mailaddress:kinor.j@polyu.edu.hk(S.Jiang).AZO/Ag/AZOthinfilms,theyalsofoundtheimportantresults.Miao[18]hasinvestigatedtheinfraredpropertiesofAZO/Ag/AZOtrilayersdepositedonpolyesterfilmforflexiblesolarcontrolfilm.However,onlylittleattentionhasbeendevotedtotheinfraredreflectionpropertiesofAZO/Ag/AZOfilm,especiallytheinfraredreflectionunder20μmwhichisthemainregionofsolarenergyandthermalinfraredradiationfromothersub-stancesabsorbedsolarenergy[19].Therefore,itisanimportantstudytofurtherinvestigatetheIRreflectionpropertyofAZO/Ag/AZOtrilayersforenergyconservationcoatingapplications.Magnetronsputteringisaneffectivetechnologytoproducestablequalitythinfilmsatahighdepositionrate.Inordertoobtaingoodqualityofenergyconservationcoatings,theAZO/Ag/AZOmultilayerfilmwaspreparedbyRFmagnetronsputteringonunheatedglasssubstrates.Inthisstudy,surfacemorphology,crystalstructure,electrical,opticalandinfraredpropertiesoftheAZO/Ag/AZOcoatedmultilayerfilmsweresystematicallyinvestigated.

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氧化镁 红外光谱

氧化镁 红外光谱

氧化镁红外光谱
氧化镁的红外光谱是指在红外光谱范围内，即波长从700纳米到1毫米的电磁波中，氧化镁所吸收和发射的光的特征。

氧化镁的红外光谱图主要包含以下几个特征峰：
1. 在4000-3750 cm-1范围内，有一个宽而不规则的谱峰，表示羟基(OH)的伸缩振动。

2. 在3500-3100 cm-1范围内，有一个尖锐的峰，表示自由羟基(OH)的伸缩振动。

3. 在1700-1600 cm-1范围内，有两个峰，表示碳酸盐离子(CO3)的伸缩振动。

4. 在1100-1000 cm-1范围内，有一个峰，表示氧化镁(MgO)晶格振动。

5. 在800-400 cm-1范围内，有一些复杂的峰，表示氧化镁颗粒的晶格振动。

这些特征峰可以用于氧化镁的红外光谱分析和表征。

不同红外光谱图的峰的位置和强度可能会有一些差异，因为它们受到样品的制备方法、纯度、晶型等因素的影响。

因此，在进行红外光谱分析时，需要比对标准谱图或进行仪器校准，以确保结果的准确性和可靠性。

红外光谱图库 IR 红外光谱分析

红外光谱图库 IR 红外光谱分析


样品表面、金属板上有机涂层薄膜的测定
透明介质
1
（空气）
1
R R0
n1
4n13 n23
sin 2 cos
d
Fresnel eq.
d 2
样品 （薄膜） 2
n2
基板
n3
武汉理工大学资环学院 管俊芳
28
3
红外光谱测定中的样品处理技术 11
7 特殊红外测定技术 反射率变化 R及吸光系数的定义
lb
lb 样品支撑台厚
l 光吸收长度
l 样品厚
g 气体热扩散长
武汉理工大学资环学院 管俊芳
光声信号
lg 气体层厚
s 样品热扩散长
31
红外光谱测定中的样品处理技术 13
7 特殊红外测定技术 4) 光声光谱法 PAS
PAS Application
强吸收、高分散的样品。如深色催化剂、 煤及人发等。
而多非极性的双原子分子（H2,N2,O2)，虽然也 会振动，但振动中没有偶极矩的变化，因此不产生 交变电场，不会与红外光发生作用，不吸收红外辐 射。称之为非红外活性。
武汉理工大学资环学院 管俊芳
15
红外－拉曼
4 红外分析方法（1）
红外辐射光源： a）能斯特灯：氧化锆、氧化钍、氧化钇的混
和物 b）硅碳棒：由合成的SiC加压而成 c）氧化铝棒：中间放置铂－铑加热丝的氧化
Examination of materials that are not amenable to the film analysis method
Analysis of extremely thin films applies on the top surfaces
红外光谱分析

红外光谱分析


(2)、 变形振动，又称变角振动 是指基团键角发生变 化而键长不变的振动 面内变形
H H C
剪式振动δ s
H
H C
变 形 振 动
面外变形
平面摆动ρ
H
H C
非平面摇摆ω
H
H C
扭曲振动τ
产生红外吸收的进一步条件
红外吸收光谱的选择定律 必须满足
– 只有振动过程中，偶极矩发生变化的那种振动方式才能吸收 红外，在红外光谱中出现吸收谱带，这种振动方式成为红外 活性 – 经典力学的解释： 分子吸收电磁波如果能引起振动，则振动自己也能发出电磁波； 因此振动过程必须有周期性的正负电荷分离（机械能-静电势 能转换）。
C C C C (700-1500 cm-1) C (1600-1800 cm-1) C (2000-2500 cm-1)
同一键连接的原子质量愈轻，其振动频率愈高
O-H(3600cm-1), O-D(2630cm-1)
价键振动引起的偶极矩变化愈大，吸收峰的强度愈大
C-C吸收较弱, C =O 吸收较强
各个波段的吸收光谱以及用途
• 红外波段的吸收 - 光子能量（频率）与化学键（机械）振动所需 能量接近(共振) - 分子光谱 （不是电子的跃迁！） • 微波波段的吸收 - 光子能量与分子的转动能量接近 - 也是分子光谱
微波炉，红外加热的原理分别来自于这里。 为什么没有紫外炉？可见光加热炉子？
可见光谱的测量方法
3N=平动自由度 +转动自由度 +振动自由度 振动自由度= 3N -平动自由度 -转动自由度 ）
对于任意形状 分子的平动自 由度示意图(有 3个平动自由度)
z
(a) y
y (b) x z x
红外光反射材料的合成及应用研究

红外光反射材料的合成及应用研究

红外光反射材料的合成及应用研究 红外光在夜间监测、军事、通讯、科学研究等方面具有重要应用价值。然而，由于现有的材料对红外光反射的响应较为有限，许多应用需求无法得到满足。因此，开发出新型的、高效的红外光反射材料是很有必要的。

一、红外光反射材料的种类及合成方法 1.类金红石结构的氧化物材料 氧化钛、氧化锆、氧化锑、氧化铟等类金红石结构的氧化物材料具有良好的红外光反射性能。目前主要的合成方法包括高温合成法、溶胶-凝胶法、水热法等。

2.有机材料 有机材料广泛存在于化学和物理科学中。例如碳基纳米管、纳米碳粉、石墨烯等材料均具备良好的红外光反射性能。其合成方法主要以碳素源的化学反应或物理制备方法为主。

3.无机材料 无机材料包括氧化物、硅类材料、金属材料等。其中，氧化物是最常见的无机材料。其合成方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等。

二、红外光反射材料的应用研究 1.夜视设备 夜视设备利用红外光来观察暗夜中的目标，首先需要具备高效的红外光反射材料作为核心材料。因此，新型的高反射、低吸收的材料成为了夜视设备研究的重点。

2.红外通讯 在红外通讯中，需要将电子信息转换为红外光信号，通过红外吸收来传输信息。因此，寻找更高效的红外反射材料以提高通讯质量和范围，成为了红外通讯领域的研究热点。

3.新型传感器 红外光反射材料在新型传感器中也有广泛应用。例如，使用红外光反射材料作为传感器的基底能够提高传感器的灵敏度和准确度。

三、未来展望 在红外光应用领域的发展中，红外光反射材料具有重要的作用。然而，目前开发出的红外反射材料仍存在一些缺陷，如合成难度大、制备工艺不成熟、价格昂贵等限制其应用范围。因此，未来研究应该集中在提高材料的性能、开发新的合成方法，并降低成本。

结语 红外光反射材料的发展与应用是多个领域共同关注的热点问题。在新材料和制备工艺的不断更新日益发展的现代科技领域，红外反射材料也将不断不断迎来新的进展和突破。