二氧化鈦(Titanium Dioxide,簡稱TiO₂)由銳鈦礦相(Anatase)、金紅石相(Rutile)、板鈦礦相(Brookite)組成,因其廉價、無毒、物理和化學性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點,已被廣泛應用到了防曬乳液、顏料、電容器以及太陽能電池等領(lǐng)域。但是TiO₂為寬禁帶半導體,只能吸收占太陽光譜中一小部分的紫外光,在可見光下并不活躍,這極大地限制了其在太陽能等領(lǐng)域的應用,因此降低TiO₂的光學帶隙成為了科研工作者們尤為關(guān)注的熱點問題。本文選擇溶膠-凝膠旋涂法分別在玻璃襯底和硅基片上合成了本征TiO₂薄膜、Zn單摻TiO₂薄膜和Zn-N共摻雜TiO₂薄膜,探究了不同煅燒溫度和摻雜量對薄膜結(jié)構(gòu)和光學特性方面的影響。通過查閱文獻和實驗探究確定了 TiO₂薄膜的最佳工藝參數(shù):酸堿度為2～3、溶膠濃度為0.5mol/L、旋涂次數(shù)為3層、預退火溫度為70℃、大退火溫度為600℃。研究了 Zn摻雜量對TiO₂薄膜的影響。Z...

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文選題目的及意義
    1.2 TiO₂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
    1.3 TiO₂納米材料的研究進展
        1.3.1 國外研究進展
        1.3.2 國內(nèi)研究進展
    1.4 摻雜改性
    1.5 本論文主要研究內(nèi)容
2 TiO₂薄膜的制備及表征手段
    2.1 實驗材料、實驗設備及分析設備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗設備
        2.1.3 分析設備
    2.2 TiO₂薄膜的制備過程
        2.2.1 玻璃儀器與襯底的清洗
        2.2.2 前驅(qū)體液的制備
        2.2.3 旋涂法制備薄膜
        2.2.4 TiO₂薄膜的熱處理
    2.3 薄膜的表征手段
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 紫外-可見光譜(UV-VIS)
    2.4 本章小結(jié)
3 煅燒溫度對TiO₂薄膜性質(zhì)的影響
    3.1 煅燒溫度對TiO₂薄膜結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響
    3.2 煅燒溫度對TiO₂薄膜表面形貌的影響
    3.3 煅燒溫度對TiO₂薄膜光吸收性能的影響
    3.4 煅燒溫度對TiO₂薄膜光學帶隙的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 Zn摻雜TiO₂薄膜的制備及表征
    4.1 TiO₂: Zn薄膜的晶格結(jié)構(gòu)
    4.2 TiO₂: Zn薄膜的表面形貌
    4.3 TiO₂: Zn薄膜的光吸收性能
    4.4 TiO₂: Zn薄膜的光學帶隙
    4.5 本章小結(jié)
5 不同N摻雜量對Zn-N共摻TiO₂薄膜性能的影響
    5.1 Zn-N共摻TiO₂薄膜的晶格結(jié)構(gòu)
    5.2 Zn-N共摻TiO₂薄膜的表面形貌
    5.3 Zn-N共摻TiO₂薄膜的光吸收性能
    5.4 Zn-N共摻TiO₂薄膜的光學帶隙
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 后續(xù)工作與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3754635