摻錫氧化銦納米纖維膜制備及其復合光纖性能初探.pdf

1、氧化物半導體材料種類繁多，針對它們的研究無論是在基礎(chǔ)科學還是在技術(shù)應用中都有著重要的意義。在納米材料中，一維納米材料以獨特的性質(zhì)和廣闊的應用前景而備受關(guān)注。制備出結(jié)構(gòu)有序、性能優(yōu)良的一維納米氧化物材料、研究材料微觀結(jié)構(gòu)對它們性能的影響已成為氧化物半導體材料研究領(lǐng)域的熱點。In2O3是一種寬禁帶的直接帶隙半導體材料，摻入Sn4+后具有優(yōu)異的光電性能、良好的熱穩(wěn)定性、氣敏性能和力學性能，使其作為基本構(gòu)筑單元，在傳感器、納米光學和電學器件等方

2、面顯示出重要的應用價值。
　　 本文利用靜電紡絲和高溫煅燒，成功制備了摻錫氧化銦(In2O3∶ Sn4+，ITO)納米纖維膜、ITO納米纖維膜復合石英玻片和ITO納米纖維膜復合石英光纖。利用熱重分析(TG)、紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等表征方法分析納米纖維膜的熱學性能、組成及形貌;通過四探針測試儀、亮度計、紫外-可見光及熒光分光光度計等測試技術(shù)評價樣品的電學及光學特性，詳細

3、研究了熱歷程、摻Sn4+量、溶劑、基體等因素對樣品形貌、結(jié)構(gòu)以及光電性能的影響。
　　 通過溶膠-凝膠與靜電紡絲技術(shù)相結(jié)合的方法，電紡混合溶膠來制備In2O3/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)復合纖維，對其熱學性能進行表征，確定高溫煅燒工藝。通過靜電紡絲和隨后的高溫煅燒(800℃)，成功獲得ITO納米纖維，研究Sn4+摻雜量對納米纖維形貌、結(jié)構(gòu)、導電率及光致發(fā)光性的影響。
　　 溶劑性質(zhì)會影響電紡纖維的形貌和結(jié)構(gòu)。將PVP、In

4、2O3和SnCl4分別溶于高極性、高揮發(fā)性的水和較低極性、較低揮發(fā)性的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，通過靜電紡絲過程和高溫煅燒，制得帶狀纖維(H2O)和含有正八面體晶粒的圓形纖維(DMF)。分析溶劑極性、揮發(fā)性對靜電紡絲過程的影響，探討纖維的結(jié)構(gòu)與其光致發(fā)光性的影響關(guān)系。
　　 分別以石英玻片和石英光纖為基體，通過靜電紡絲技術(shù)制備ITO納米纖維膜。通過XRD、FESEM、四探針電阻儀、紫外-可見光光譜和亮度色度計對ITO纖維膜