電子束蒸發(fā)沉積摻雜TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)控制及其性質(zhì)研究.pdf

1、近幾十年來,TiO2作為一種在紫外光和可見光區(qū)都具有高響應(yīng)的光電材料,由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),如無毒、熱穩(wěn)定性好、高效的光催化活性,一直是研究熱點(diǎn)。但是,TiO2禁帶寬度大,在紫外光區(qū)具有高響應(yīng)和高的電子空穴復(fù)合率,其廣泛應(yīng)用受到了限制。為了有效的利用可見光區(qū)和降低電子空穴復(fù)合率,對(duì)TiO2薄膜的改性引起了廣泛的研究興趣。
　　 本文采用電子束蒸發(fā)法制備了摻雜La2O3的TiO2薄膜,研究摻雜元素La的含量、基底材料種類和退火溫度對(duì)L

2、a-TiO2薄膜相變、結(jié)構(gòu)和形貌的影響。采用拉曼(Raman)光譜、X-射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)和X射線光電子能譜(XPS)等測(cè)試手段對(duì)所制備薄膜的晶型結(jié)構(gòu)、表面形貌和成分進(jìn)行了表征,用紫外-可見分光光度計(jì)(UV-Vis)研究La-TiO2薄膜的光學(xué)性質(zhì),分析不同摻雜比例的La-TiO2薄膜的可見光吸收效果。結(jié)果表明,La的摻雜提高了TiO2薄膜的熟穩(wěn)定性,抑制了TiO2薄膜銳鈦礦相向金紅石相的晶型轉(zhuǎn)變,薄膜形貌隨摻雜

3、比例及基底材質(zhì)的不同發(fā)生明顯變化,且摻雜后的TiO2薄膜吸收帶邊發(fā)生紅移,禁帶寬度變窄,吸收波長(zhǎng)范圍變寬。特別地,當(dāng)La/Ti摻雜比例為5wt％時(shí),薄膜600℃退火后為銳鈦礦相結(jié)構(gòu),沿(004)晶面擇優(yōu)生長(zhǎng),粒徑最小,禁帶寬度最窄。
　　 采用電子束蒸發(fā)法制備了摻雜Si的TiO2薄膜,考察了四種不同基底、不同退火溫度分別對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、成分和形貌的影響。研究發(fā)現(xiàn),退火溫度對(duì)Si-TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)和形貌有很大影響,且Si的摻雜提高了