發(fā)布時間：2020-09-08 21:58

　　 Si C是第三代半導體材料,具有高臨界擊穿電場、高熱導率、高電子飽和遷移率以及良好的化學穩(wěn)定性等,在研發(fā)高溫高壓大功率等苛刻環(huán)境下服役的光電器件具有顯著優(yōu)勢。SiC低維材料具有獨特的表面效應和尺寸效應,展現(xiàn)出了遠優(yōu)于傳統(tǒng)材料的物性,且能夠推動其器件的微型化和集成化,為新穎高效的新一代光電器件研發(fā)提供了契機。本論文通過電化學刻蝕SiC晶片,在常溫常壓下實現(xiàn)了高定向、透明的4H-SiC納米結構陣列制備及其結構調控,以此為基礎,探索了其在光電催化劑領域的應用。綜合本論文工作,取得主要研究成果如下:(1)采用電化學刻蝕法,在常溫常壓下實現(xiàn)了SiC納米陣列的可控制備。通過調控刻蝕時間,能夠實現(xiàn)納米孔的直徑、壁厚和深度的有效調控。(2)探索了Si C納米陣列在光電催化領域的應用。研究表明,SiC納米陣列在1 mol/L Na_2SO_4的溶液中、1 V(參比電極Ag/Ag Cl)偏壓和光照激發(fā)(模擬太陽光和光功率100 mW cm~(-2))下,光電流密度可達1 mA cm~(-2),2000 s持續(xù)光照電流密度始終保持不變,表現(xiàn)出良好的光電催化穩(wěn)定性。(3)進一步采用原子層沉積(ALD)技術對Si C納米陣列進行表面修飾構建異質結(Si C@TiO_2)。研究表明,在1 mol/L Na_2SO_4的電解液中,SiC@TiO_2納米陣列在1 V(參比電極Ag/Ag Cl)的偏壓下電流密度為1.7 mA cm~(-2),相比SiC納米陣列電極的光電流密度提高了70%。暗態(tài)電流幾乎為零,再次光照時電極的光電流密度迅速恢復到1.7 mA cm~(-2),表明SiC@TiO_2納米陣列具有快速的響應速度。同時相比SiC納米陣列,SiC@TiO_2異質結納米陣列展現(xiàn)出更小的阻抗,說明表明通過異質結的構筑能夠強化SiC光陽極載流子的分離與輸運。
【學位單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1

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本文編號：2814686