本文選題：二氧化釩 + 一維材料��； 參考：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：半導(dǎo)體納米氧化釩體系具有優(yōu)異的光、電和磁學(xué)性能,在光催化、光電子器件及鋰離子電池等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。釩作為一種過渡族金屬元素具有多種價(jià)態(tài),化學(xué)性質(zhì)活潑。釩氧化合物體系具有多種不同的化學(xué)計(jì)量比相結(jié)構(gòu),研究如何控制合成釩氧化合物體系中固定化學(xué)計(jì)量比的相結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。本論文研究的主要內(nèi)容包括納米釩氧化合物體系的不同相和結(jié)構(gòu)的合成及光電性質(zhì)的研究,主要內(nèi)容及相關(guān)結(jié)果如下： 第一、通過水熱合成方法制備了亞穩(wěn)態(tài)四方相VO2(A)納米棒,SEM結(jié)果顯示納米棒寬度約為200nm, XRD顯示其趨向[110]方向生長(zhǎng),變溫XRD實(shí)驗(yàn)證明其存在結(jié)構(gòu)相轉(zhuǎn)變,晶格參數(shù)c/a隨溫度變化發(fā)生突變,熱分析實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步證明其相變是可逆的,但存在36℃的熱滯寬度,利用變溫FT-IR研究了相變前后的V-O振動(dòng)峰的演化,Raman振動(dòng)峰位在相轉(zhuǎn)變溫度附近發(fā)生明顯的紅移現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)相轉(zhuǎn)變機(jī)制涉及電聲子相互作用。基于四方相VO2(A)納米棒設(shè)計(jì)制造了微納光電探測(cè)器件,研究了在不同偏壓下該探測(cè)器對(duì)980nm紅外光的響應(yīng)特性,結(jié)果表明該器件具有高的靈敏性和穩(wěn)定性。 第二、探索實(shí)現(xiàn)了一種新的制備單斜相VO2(M)納米顆粒的方法,制備出了顆粒分布近似球形,大小為20-30nm的單斜相二氧化釩納米顆粒。利用W和Mo摻雜,降低了單斜相二氧化釩的相變溫度。當(dāng)W摻雜濃度為2.0%時(shí),W:VO2(M)納米顆粒的相轉(zhuǎn)變溫度降至25.6℃,當(dāng)Mo的摻雜濃度為4.0%時(shí),Mo:VO2(M)的相轉(zhuǎn)變溫度降至41.7℃.研究表明,相轉(zhuǎn)變溫度與摻雜濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,W摻雜濃度每增加1.0%,相轉(zhuǎn)變溫度降低20.5℃；Mo摻雜濃度每增加1.0%,相轉(zhuǎn)變溫度降低6.5℃。W和Mo的摻雜能夠降低VO2(M)納米顆粒的相轉(zhuǎn)變的溫度,但同時(shí)也削弱了VO2(M)納米顆粒絕緣體金屬相轉(zhuǎn)變的紅外突變特性。采用快速熱分解四方相VO2(A)納米棒的方法,研究了亞穩(wěn)態(tài)四方相VO2(A)與單斜相VO2(M)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,成功制備合成出一維VO2(M)納米材料,并基于一維VO2(M)納米材料設(shè)計(jì)構(gòu)建了微納光電器件,測(cè)試分析了一維VO2(M)納米材料對(duì)紅外光的響應(yīng)能力。 第三、采用液相水熱法,制備合成了一維VO2(B)納米材料,SEM結(jié)果分析顯示納米棒寬度約為200nm,長(zhǎng)度約幾個(gè)微米。研究了亞穩(wěn)態(tài)單斜相VO2(B)與單斜相VO2(M)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,通過熱處理手段成功實(shí)現(xiàn)了VO2(B)向單斜相VO2(M)的轉(zhuǎn)化,但是一維納米材料的形貌完全消失�；谝痪SVO2(B)納米材料,構(gòu)建了微納光電器件,首次研究了一維VO2(B)納米棒對(duì)紅外光的響應(yīng)特性,并對(duì)光電響應(yīng)的機(jī)理給出了簡(jiǎn)單的解釋。
[Abstract]:Due to its excellent optical, electrical and magnetic properties, the semiconductor nano-vanadium oxide system has been widely used in photocatalysis, optoelectronic devices and lithium ion batteries.As a transition group metal element, vanadium has many valence states and active chemical properties.Vanadium oxide system has many different stoichiometric phase structures. It is very important to study how to control the phase structure of stationary stoichiometric ratios in the synthesis of vanadium oxide compounds.The main contents of this thesis include the synthesis of different phases and structures and the study of photoelectric properties of vanadium oxide nanocrystalline system. The main contents and related results are as follows:First, the metastable tetragonal phase VO2A-) nanorods were prepared by hydrothermal synthesis. The results of SEM showed that the nanorods were about 200nm in width, and XRD showed that the nanorods grew in the direction of [110Nm]. The XRD experiments at varying temperatures proved that the nanorods were structurally transformed.The lattice parameter c / a changes with the change of temperature. The thermal analysis further proves that the phase transition is reversible, but there exists a thermal hysteresis width of 36 鈩，

本文編號(hào)：1733862