對(duì)于3d過渡族金屬氧化物材料而言,其過渡族金屬離子特殊的3d電子結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的電子間強(qiáng)關(guān)聯(lián)特性,使其具有特異的光電性能,對(duì)該類材料的研究和應(yīng)用一直以來是物理學(xué)和光學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)。NiO作為一種寬帶隙半導(dǎo)體材料且Ni2+離子具有3d電子結(jié)構(gòu),其3d電子間有強(qiáng)關(guān)聯(lián)特性,室溫下其禁帶寬度為3.6 eV-4.0eV,在光催化、磁學(xué)和光學(xué)等方面有重要應(yīng)用,探索NiO中光子與電子相互作用過程,對(duì)于揭示NiO在強(qiáng)光激發(fā)下不同電子躍遷的動(dòng)力學(xué)過程和拓展其應(yīng)用范圍有重要的意義。同時(shí),由于NiO本征受主缺陷的存在,而呈現(xiàn)p型導(dǎo)電特性。根據(jù)納米材料表面異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則,構(gòu)建p-n異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料以提高本體材料的光電化學(xué)性能也是一個(gè)重要的研究課題。本論文以NiO納米片為研究對(duì)象,重點(diǎn)探索其電子躍遷的動(dòng)力學(xué)過程并發(fā)展其激光器件,并以Ti02構(gòu)建p-n異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料提高了其光生載流子分離且探索了光催化方面的應(yīng)用。首先,利用水熱法成功制備了 NiO納米片,對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了詳細(xì)表征分析,NiO納米片具有寬波段光學(xué)吸收特性,包括電子帶間躍遷過程引起的紫外吸收、電子帶內(nèi)躍遷過程引起的可見波段吸收和近紅外波段吸收,并... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＮｉＯ的晶體結(jié)構(gòu)示意圖（黒色圓點(diǎn)為Ｎｉ原子，白色圓點(diǎn)為０原子）??［７１］

??具有密堆積面心立方ＮａＣｌ結(jié)構(gòu)，即巖鹽結(jié)構(gòu)，其晶體結(jié)構(gòu)如圖１．１所示［７１］。在??ＮｉＯ的晶體結(jié)構(gòu)中，０２－以最緊密立方形式排列，而Ｎｉ２＋具有與０２＿相同的排列方??式，填充在０２＿構(gòu)建的八面體空隙中，Ｎｉ２＋和０２＿的配位數(shù)均為６。另外，ＮｉＯ的??晶格常數(shù)為ａ＝ｂ＝ｃ＝０．４１８?ｎｍ，單晶ＮｉＯ的密度為６．６２?ｇ?ｃｍ－３?［７２］。同其他二元??過渡金屬氧化物制備一樣，很難制備出完全符合化學(xué)計(jì)量比的ＮｉＯ材料，大多??數(shù)情況下會(huì)有一些缺陷和雜質(zhì)，歸結(jié)起來主要是以ＮｉＯ和Ｎｉ２〇３的混合物質(zhì)形式??存在，其中ＮｉＯ的立方晶相占主導(dǎo)作用，在對(duì)材料的晶相表征中一般很難檢測(cè)??到其他物質(zhì)的晶相，主要是由于其他物質(zhì)的含量相對(duì)較少而造成的。Ｎｉ２０３的晶??體結(jié)構(gòu)屬于六角晶系

強(qiáng)烈的影響［８０，８１］�；冢危椋显谖锢韺W(xué)上的大量研宄表明，由于Ｎｉ２＋３ｄ電子強(qiáng)??的電子關(guān)聯(lián)特性和窄的帶隙，ＮｉＯ中Ｎｉ２＋３ｄ電子能夠發(fā)生自旋軌道劈裂，可以??引起劈裂能級(jí)間的電子躍遷過程，如圖１．４所示［８２］。從Ｎｉ２＋３ｄ８電子躍遷的能??級(jí)圖可知，這種電子躍遷可以在可見光區(qū)和近紅外光區(qū)能夠引起十分弱的吸收??［８３］，即基態(tài)?３Ａ２ｇ（Ｆ）到激發(fā)態(tài)１Ｅｇ（Ｄ）?（１３４００?ｃｎＴ１）和?３Ｔ２ｇ（Ｆ）?（８６００?ｃｎＴ１）的吸收，??這使得對(duì)ＮｉＯ中Ｎｉ２＋３ｄ電子軌道劈裂能級(jí)間電子躍遷引起的光學(xué)吸收性能的研??宂具有極其重要的科學(xué)意義［８４］。??ｒ５?％，??￡４０００?－?——??（ｌＧ）?、?Ｉ??—?Ｊ—＼ｒ?３４５００??２００００?－一｜、??１６０００?－?（ｆＰ�。�?、、￡］??？??ＩＺＯＱＯ??！?８０００?－?、、?２４５００??ｉ?—?＼?＾４?１?ＪＩＵ．??Ｉ?４０００－?Ｚｒ．ｓＴ—￣￣??ＵＪ?，?Ｍ?Ｉ３－Ｗ０?ｔｓ??ｔ?了丨卜??４０００?－?＼?Ｉ?２８３００??、、８６００??８０００?－?＼、?Ｘ??１２０００?－?ｒ２??１?－＾１??圖１．４Ｎｉ２＋３ｄ８電子躍遷的能級(jí)圖ｔ８２］。??§?１．３．３氣敏性能??ＮｉＯ作為一種｜）型半導(dǎo)體材料，具有良好的氣敏性能［８５］。相比于ｎ型半導(dǎo)??體材料，ｐ型半導(dǎo)體材料的特點(diǎn)是隨著被檢測(cè)氣體濃度的增加，氣敏材料的電阻??值增大。待測(cè)氣體與半導(dǎo)體氣敏材料相互作用時(shí)，一方面在高溫條件下，半導(dǎo)體??材料都具有催化作用


本文編號(hào)：3367782