發(fā)布時(shí)間：2017-03-22 15:09

  本文關(guān)鍵詞：WO_3納米材料的制備及其性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：納米科技誕生于20世紀(jì)80年代,其以獨(dú)特的性能促進(jìn)著科技的進(jìn)步,提高社會(huì)文明度并改善著人類的生活質(zhì)量�，F(xiàn)如今,納米科技已成為世界各地都在試圖取得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的科學(xué)領(lǐng)域。 在眾多過(guò)渡金屬氧化物中三氧化鎢(W03)是一種禁帶寬度為2.6eV的N型半導(dǎo)體。低維的W03納米材料具有很高的表面體積比,在光照下會(huì)有電子-空穴對(duì)的產(chǎn)生與復(fù)合,從而產(chǎn)生光電效應(yīng)。由于其自身特有的物理與化學(xué)特性,W03可用于很多領(lǐng)域,如氣體傳感器、光催化劑、電致變色器件等。由于當(dāng)前光電子器件日益微型化的迫切要求,納米結(jié)構(gòu)作為構(gòu)成光電子器件的基元材料,在它應(yīng)用于真正的電子器件之前,對(duì)其電輸運(yùn)性質(zhì)及氣敏特性進(jìn)行研究有著重要的意義。 本文對(duì)W03納米結(jié)構(gòu)從以下幾個(gè)方面展開(kāi)了詳細(xì)的研究： (1)高質(zhì)量納米線的制備。為了找到經(jīng)濟(jì)、便捷、有效且可重復(fù)的生長(zhǎng)方法,利用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法合成W03納米線。調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中對(duì)最終產(chǎn)物起著關(guān)鍵影響作用的因素,如氣氛和溫度等,研究這些條件對(duì)產(chǎn)物有何影響。 (2)ZrO2和W03薄膜的制備。利用濺射的方法,以叉指電極為襯底淀積ZrO2和W03薄膜�？刂茷R射的時(shí)間,最開(kāi)始先在電極上濺射10min,20min,30min和40min的Zr02,即為第一層材料。繼而在四個(gè)電極上統(tǒng)一濺射100min的W03。測(cè)試中四個(gè)電極都表現(xiàn)出了隧道效應(yīng),并且隨著厚度的增加,粒子隧穿的難度增加,薄膜出現(xiàn)隧道效應(yīng)的可能性減小。 (3)對(duì)實(shí)驗(yàn)中得到的納米線和納米薄膜進(jìn)行分析。采用透射電子顯微鏡(TEM),X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)和能譜分析(EDS)等分析測(cè)試手段,對(duì)制備的納米材料的形貌、成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與表征。確定了納米材料的微觀結(jié)構(gòu)。 (4)測(cè)試W03納米線的基本性能。利用已生長(zhǎng)好的WO3納米線搭建光電探測(cè)器。將器件置于UV LED照射下,測(cè)試其進(jìn)行光電響應(yīng)情況。將器件置于氧化性氣體(N02和02)中,測(cè)試其氣敏特性。 (5)測(cè)試W03納米薄膜光電導(dǎo)特性。將帶有W03薄膜的叉指電極置于UV LED照射下,電極出現(xiàn)持續(xù)光電導(dǎo)(PPC)現(xiàn)象。為了探索影響PPC現(xiàn)象的因素,先將電極置于不同的氣氛中,發(fā)現(xiàn)PPC現(xiàn)象并沒(méi)有得到緩解。當(dāng)電極經(jīng)過(guò)退火處理后,PPC現(xiàn)象得到了明顯緩解。說(shuō)明退火可以減少晶體缺陷,提高薄膜的性能。
【關(guān)鍵詞】：三氧化鎢 納米結(jié)構(gòu) 光敏特性 氣敏特性
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB383.1;O614.613
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題的研究背景9-10
• 1.2 氧化鎢納米結(jié)構(gòu)10-12
• 1.3 氧化鎢器件的應(yīng)用及發(fā)展12-13
• 1.3.1 電致變色器件的應(yīng)用12
• 1.3.2 熱控器件的應(yīng)用12
• 1.3.3 氣體傳感器的應(yīng)用12-13
• 1.3.4 催化劑的應(yīng)用13
• 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容13-15
• 2 氧化鎢納米材料生長(zhǎng)方法與表征方法15-30
• 2.1 納米材料生長(zhǎng)方法15-17
• 2.1.1 直接氣-固法15-16
• 2.1.2 金屬催化法16-17
• 2.1.3 模板輔助合成法17
• 2.2 納米材料的表征方法17-20
• 2.2.1 透射電子顯微鏡(TEM)17-18
• 2.2.2 原子力顯微鏡(AFM)18
• 2.2.3 X射線能量色散譜(EDS)18-19
• 2.2.4 X射線衍射(XRD)19
• 2.2.5 X射線光電子能譜分析(XPS)19-20
• 2.3 生長(zhǎng)過(guò)程中氧化鎢納米結(jié)構(gòu)的多樣性20-29
• 2.3.1 氧化鎢的一維納米結(jié)構(gòu)20-25
• 2.3.2 氧化鎢的二維納米結(jié)構(gòu)25-27
• 2.3.3 氧化鎢的復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 三氧化鎢納米材料的制備及表征30-46
• 3.1 三氧化物納米線的制備30-37
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備30-32
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程32-33
• 3.1.3 氣體對(duì)三氧化鎢納米線的影響33-35
• 3.1.4 溫度對(duì)三氧化鎢納米線的影響35-37
• 3.2 三氧化物納米線的表征37-38
• 3.3 三氧化鎢納米薄膜的制備38-41
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備39
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程39-41
• 3.4 三氧化鎢納米薄膜的表征41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 4 三氧化鎢納米材料的性能研究46-64
• 4.1 三氧化鎢納米線的性能研究46-55
• 4.1.1 三氧化鎢納米線的光電響應(yīng)47-51
• 4.1.2 三氧化鎢納米線對(duì)NO_2的氣敏特性51-54
• 4.1.3 三氧化鎢納米線對(duì)O_2的氣敏特性54-55
• 4.2 三氧化鎢納米薄膜的性能研究55-63
• 4.2.1 不同氣氛對(duì)三氧化鎢納米薄膜的影響56-59
• 4.2.2 退火對(duì)三氧化鎢納米薄膜的影響59-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71-72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：261744