α-Fe2O3納米結(jié)構(gòu)的制備及光電性質(zhì)研究.pdf

1、由于能源短缺和環(huán)境污染日益加劇，新能源和材料的研究引起了高度重視。太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能是一種低成本且環(huán)境友好的方法，這種方法被廣泛應(yīng)運于電勢方面。幾十年來，完成光電化學(xué)轉(zhuǎn)變的半導(dǎo)體電極是一個人們很感興趣的話題。過渡金屬氧化物赤鐵礦是一種窄禁帶，低成本，化學(xué)穩(wěn)定性好的半導(dǎo)體材料。納米半導(dǎo)體材料有不同的光電性能，在太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能方面是很有前途的材料。
　　本文系統(tǒng)的闡述了納米材料及半導(dǎo)體納米材料的發(fā)展及特性，總結(jié)了納米氧化鐵的研究進

2、展，通過熱氧化法制備了含有納米帶或納米片的納米膜，研究了鐵片氧化行為、溫度和添加劑對產(chǎn)物形貌影響和光電性能。
　　研究鐵片氧化行為及溫度和添加劑對產(chǎn)物形貌影響，采用直接氧化鐵片，利用X射線衍射譜(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對氧化產(chǎn)物的形貌和晶體結(jié)構(gòu)進行了表征，同時測定了氧化產(chǎn)物和噴油Pt的氧化產(chǎn)物的I-V特性。結(jié)果表明，鐵片在570℃以下的空氣中氧化，生成Fe3O4和Fe2O3兩層膜，F(xiàn)e3O4層靠近基底，F(xiàn)e2

3、O3層位于表面，繼續(xù)氧化生成含有納米帶或片的納米膜。Pt提高了氧化產(chǎn)物的光電化學(xué)性能。鐵片在350℃的空氣中氧化，生成Fe3O4和Fe2O3兩層膜，F(xiàn)e3O4層靠近基底，F(xiàn)e2O3層位于表面，繼續(xù)氧化生成含有納米帶或片的納米膜。Pt提高了氧化產(chǎn)物的光電化學(xué)性能。
　　基于基底穩(wěn)定性的提高，利用電鍍法在鈦箔上沉積一層鐵鍍層，通過熱氧化法將鐵鍍層氧化。利用X射線衍射譜(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對氧化產(chǎn)物的形貌和晶體

4、結(jié)構(gòu)進行了表征，利用表面光電壓譜(SPS)和相位譜(PS)研究了氧化產(chǎn)物的表面光電性質(zhì)，同時測定了氧化產(chǎn)物的I-V特性。結(jié)果表明，鐵鍍層的表面被熱氧化后生成了含α-Fe2O3納米帶和納米片的納米氧化膜，α-Fe2O3納米氧化膜在300-600mm之間出現(xiàn)了一個與帶-帶躍遷相關(guān)的光伏響應(yīng)，相位譜顯示納米膜呈n型半導(dǎo)體的導(dǎo)電特征。I-V測試表明在AM1.5G100 mW/cm2標(biāo)準(zhǔn)光強作用下，0.23 V(vs.Ag/AgCl)的偏壓下能產(chǎn)