WO3納米材料的制備及其性能研究.pdf

1、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。現(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。
　　在眾多過渡金屬氧化物中三氧化鎢(WO3)是一種禁帶寬度為2.6eV的N型半導(dǎo)體。低維的WO3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，WO3可用于很多領(lǐng)域，如氣體傳感器、光催化劑、電致變色

2、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)WO3納米結(jié)構(gòu)從以下幾個(gè)方面展開了詳細(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WO3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

3、影響。
　　(2)ZrO2和WO3薄膜的制備。利用濺射的方法，以叉指電極為襯底淀積ZrO2和WO3薄膜?？刂茷R射的時(shí)間，最開始先在電極上濺射10min，20min,30min和40min的ZrO2，即為第一層材料。繼而在四個(gè)電極上統(tǒng)一濺射100min的WO3。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

4、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WO3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UVLED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(NO2和O2)中，測(cè)試其氣敏特性。
　　(5)測(cè)試WO3納米薄膜光電導(dǎo)特性。將帶有WO3薄膜的叉指