納米二氧化釩粉體制備及摻雜對其光電性能影響的研究.pdf

1、二氧化釩是一種新型的功能材料，它在68℃發(fā)生從半導(dǎo)體相到金屬相的可逆變化，并且伴隨著電阻率、磁化率和光譜透射率等物理性質(zhì)也發(fā)生突變。同時它的相變溫度在金屬化合物中最接近室溫，更重要的是通過摻雜可以把相變溫度降低到室溫甚至室溫以下。這就為VO2用作節(jié)能材料等新型材料奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是目前研究趨熱的一種智能材料。 本章以工業(yè)級五氧化二釩(V2O5)粉末為主要原料，以白鎢酸(WPTA)為摻雜劑，通過沉淀法制得氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨{(

2、NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}前體，然后熱分解該前驅(qū)體制得了高品質(zhì)的納米VO2粉體。該法操作簡單、可重復(fù)性好，成本低、產(chǎn)率高、操作簡便、摻雜過程簡單易行，而且其產(chǎn)品的各項(xiàng)性能均較好。并用XRD、XPS、TEM、TG—DTA和DSC等表征手段對摻雜和未摻雜的二氧化釩納米粉體的微結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了分析，同時對粉體的光、電性能進(jìn)行了初步的研究。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所得樣品VO2純度較高，樣品顆粒呈球形，大小均勻

3、，平均粒徑大約為15～20nm，并且熱解溫度、N2流速和保溫時間都會對納米二氧化釩粉體的成分和晶體結(jié)構(gòu)造成影響。通過研究發(fā)現(xiàn)摻雜量高于8.02％已不是VO2。并且摻雜WPTA有效的降低了相變溫度，二氧化釩的相變溫度從68.3℃降低到了非常接近室溫的25.6℃，甚至降低到了3.4℃(摻雜8.02％W)。此外，樣品在相變前后的電阻突變量可以達(dá)到2個數(shù)量級。相變溫度為25.6℃的二氧化釩樣品在相變前后(20℃，30℃)透過率△T％達(dá)到了92％