納米半導(dǎo)體薄膜電極的光電效應(yīng)研究.pdf

1、該論文采用化學(xué)法制備的納米TiO<,2>和納米SnO<,2>/TiO<,2>薄膜電極,并對薄膜電極在KI/I<,2>氧化還原電解質(zhì)溶液中的光電響應(yīng)規(guī)律和機理進行研究.采用掃描電鏡(SEM)、X衍射(XRD)等測定手段對薄膜電極進行表征,觀察分析涂膜次數(shù)對厚度,薄膜電極表面粗糙度的影響,認為涂膜3次時,能夠得到表面多孔、表面粗糙度高,納米粒子分散均勻的薄膜;同時發(fā)現(xiàn)在制備納米TiO<,2>薄膜時,20-50nm金紅石型納米TiO<,2>粒

2、子的加入,可使薄膜組成粒子晶粒細微化,并由此得到晶型混雜的納米TiO<,2>薄膜.采用二電極體系測試穩(wěn)定光電流,三電極體系測試光電流-時間曲線,得到納米TiO<,2>薄膜電極的厚度和表面粗糙度對光電流響應(yīng)的影響規(guī)律;SnO<,2>摻雜對納米SnO<,2>/TiO<,2>薄膜電極的光電響應(yīng)影響較大,當(dāng)SnO<,2>/TiO<,2>的摩爾比為1:4時,復(fù)合薄膜電極的光電響應(yīng)為最大;與納米TiO<,2>薄膜電極相比,納米SnO<,2>/TiO

3、<,2>復(fù)合薄膜電極顯示了更快的光電流響應(yīng)時間和更大光電流值的響應(yīng)規(guī)律.結(jié)合能帶理論分析了半導(dǎo)體能帶耦合效應(yīng),揭示了薄膜電極中光生電荷的轉(zhuǎn)移過程、增大光電流響應(yīng)的發(fā)生機理.采用循環(huán)伏安曲線可逆性的判斷,揭示了納米TiO<,2>薄膜電極的電極反應(yīng)屬于不可逆電極反應(yīng),得失電子是它的控制步驟,電荷的轉(zhuǎn)移主要受到反應(yīng)活化能的影響;納米SnO<,2>/TiO<,2>薄膜電極發(fā)生的電極反應(yīng)屬于可逆反應(yīng),反應(yīng)粒子物質(zhì)傳遞是控制步驟.通過交流阻抗測試,