基于氧化鋅納米材料及其復合結構的界面特性研究.pdf

1、由于納米材料具有更大的面積體積比,其表面特性影響甚至主導其光電性質,因此關于納米材料及其復合結構的界面特性研究具有重要的理論意義與應用價值。在各種納米材料中,鈀、氧化鋅和氧化亞銅及它們的復合結構是研究熱點。它們的氫氣傳感、紫外光探測和光催化等性質取決于界面及表面特性。本文利用飛秒激光還原法制備鈀膜,利用電化學法和化學氣相沉積法等制備一維氧化鋅納米材料,并與鈀或氧化亞銅構成復合納米結構,研究上述材料與界面特性有關的氫氣傳感、光敏及光催化等

2、特性。
　　利用飛秒激光還原法制備了鈀膜,并研究了與其形貌有關的氫氣響應。采用dip-coating法在玻璃襯底上形成醋酸鈀膜,利用飛秒激光將醋酸鈀還原為鈀膜。研究鈀膜的形貌和電阻率與其厚度間的關系,并分析鈀膜的形成機理。測量三個具有不同形貌的鈀膜對氫氣的響應。建立一個模型并用于解釋與鈀膜形貌有關的氫氣響應特性。
　　詳細分析了氧化鋅和金屬電極間的界面特性在金屬-氧化鋅-金屬結構電輸運中的主導作用。利用電化學法在鋅片表面生長

3、氧化鋅納米線膜,并制備基于氧化鋅納米線膜的電極-氧化鋅-電極結構。將該結構等效于兩個相向排列的金屬-氧化鋅肖特基結,分別利用熱場發(fā)射、歐姆輸運和熱發(fā)射模型描述反向肖特基結、氧化鋅和正向肖特基結中的電輸運特性。測量該結構在無光照和紫外光照射下的電流-電壓曲線,并分析反向肖特基結在金屬-氧化鋅-金屬結構電輸運中的主導作用。研究紫外光照射下反向結勢壘高度降低導致樣品對紫外光響應的過程。
　　提出了水分子光電解模型,并解釋了與氧化鋅和金屬

4、電極間界面特性有關的紫外光響應過程。測量氧化鋅納米線膜對紫外光的響應,并分別采用雙指數(shù)函數(shù)和單指數(shù)函數(shù)對其電流上升和下降過程擬合。將電流上升過程分解為快過程和慢過程。利用氧化鋅表面的氧脫附過程解釋快過程。對于慢過程,則提出氧化鋅表面水分子的光電解模型并用于解釋,并通過測量氧化鋅在不同濕度下的紫外光響應驗證該模型。
　　制備了鈀/氧化鋅復合納米材料,并研究了與鈀和氧化鋅間界面特性有關的氫氣響應。利用化學氣相沉積法在梳狀電極間生長氧化

5、鋅納米線,利用飛秒激光還原法制備鈀納米粒子乙醇溶液,將其滴在氧化鋅納米線上并退火,實現(xiàn)二者有效復合。研究鈀/氧化鋅復合納米材料在室溫下對 ppm量級氫氣的響應能力,討論紫外光照射和溫度對其氫氣響應的影響。建立包含氧化鋅表面的氧離子、鈀納米粒子和氫氣間相互作用的模型,并依據(jù)該模型討論該復合納米材料對氫氣的響應機理。最后評估樣品對氫氣響應的選擇性和穩(wěn)定性。
　　在不同襯底上制備了氧化鋅/氧化亞銅復合納米材料,并研究了與氧化鋅和氧化亞銅