基于半導體材料的光電化學器件能夠利用清潔的太陽能,在能源轉換和環(huán)境治理等領域有很廣闊的應用前景,因而受到研究人員的廣泛關注。電極是這些光電化學器件的核心,因其承擔著收集電荷和提供反應界面等角色。近年來,一維結構如納米棒、納米線、納米管等因其獨特的光電性質而受到青睞。研究表明一維納米線陣列可為電極基底提供直接的電荷傳輸路徑,從而提高電荷傳輸性能。比如,單晶Ti02納米線陣列的電子傳輸性能比納米顆粒堆積的薄膜高兩個數量級。然而,迄今為止,對于常見的光電極材料Ti02而言,其分立良好的納米線陣列的長度卻被限制在3-4μm。繼續(xù)提高長度將帶來納米線根部的聚集融合,這是由于在納米線長度生長的同時,直徑方向也在快速生長。這不僅降低了納米線的長徑比,降低了比表面積,還妨礙了其快速電荷傳輸的性能,繼而影響了光電化學器件的性能。因此,合成超長分立的一維單晶納米線陣列具有重要意義�；谶@個背景,本文的主要研究內容包括以下兩個部分:首先,通過調節(jié)生長條件從而調節(jié)納米線的徑向生長速度和長度生長速度,合成超長分立的納米線,最終得到了分立的且長度大約10 μm和長徑比接近100的單晶金紅石TiO2納米線陣列。其次... 

【文章來源】：蘇州大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３．金紅石與銳鈦礦相的晶體結構［３５］?（ａ）銳飫礦；（ｂ）金紅石；（ｃ）銳軚礦八面體；??（ｄ）金紅石八面體

Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?ｐｈｏｔｏｎ?ｆｌｕｘ?（ｃｍ＇?ｓ１）??０?ｆ?ｊ??＇？?９?１００「一．．一．．…，■?■．?????１Ｍ??＿＿?ｌ＿?ｉｌ，?？?‘??Ｍｍ?｜關關｜卜．＜？?ｊ??Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?：?Ｒｊｔａ〇ｎ＊／ｏｒＷｒｔｗ？?Ｐｒ？＜＊？Ｔ＊ａｏ？ｔ＊ｎｔ＾?〇．〇１?．?＾?．．ｉ??＾??０?〇ｉ??＾．?????｜?ＴＫ＞，?ｎａｎｏｔｕｂｔ?ＴｉＯ，ｎＭ？〇ｎｉｂ？?ｊ?〇．〇，?〇．ｉ?ｉ?ｉ〇?ｉｍ??（ｍＡ／ｃｍ？）??圖１－４．?ａ）基于Ｔｉ０２納米管陣列和納米顆粒薄膜的ＤＳＳＣｓ中傳輸時間常數隨入射??光子通量變化的比較圖［５Ｘ１。ｂ，ｃ）超臨界Ｃ０２干燥處理后的成束Ｔｉ０２納米管陣列和??無束Ｔｉ０２納米管陣列對比圖１Ｍ】。ｄ）基于這兩種類型納米管陣列光電極傳輸時間常??數隨入射光子通量變化的比較圖［ｈｌｌ〇ｅ）由陽極氧化形成的多晶納米管陣列中的電荷??９??

ｃ?／?＼?２?，?＞??Ｉ?：ｃｆ—？？？？？？？？？？；‘．．．．．．產?／?＼?／??．．．．．．．．．．：八一＼?！，’?？／??：?：：：：Ｕ……邛？?ｆ?丄－???Ｊ?｜１０．??１０。?１０’?１０＊?６００?／００?８００?９００?１０００?＾１０??＇＾＇〇ｖ?’??Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ?ｐｏｗｅｒ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（ｍＷ／ｃｍ＾）?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（ｃｍ?）??圖１－５．?ａ）基于水熱法制備的金紅石ＴｉＣｂＮＷ陣列和Ｐ２５納米顆粒薄膜的ＤＳＳＣｓ中??傳輸和復合常數隨入射光子通量變化的比較圖［６７】。ｂ）經過和不經過ＮＨ３－Ｈ２〇２混合??液處理的水熱形成的金紅石Ｔｉ０２ＮＷ陣列的光致發(fā)光光譜圖［６ｇ］。ｃ）基于經過和不??經過ＮＨ３－Ｈ２０２混合液處理的水熱形成的金紅石Ｔｉ０２?ＮＷ陣列的ＤＳＳＣｓ中電子擴??散系數隨光電子密度變化的對比圖。處理后的ＮＷ陣列比未處理的ＮＷ陣列Ｄ值??高一個數量級［６９］。??人們?yōu)榱死斫饣谝痪S單晶Ｔｉ０２?ＮＷ陣列光電極的電荷動力學也付出了巨大??的努力。Ａｙｄｉｌ和他的同事使用ＩＭＰＳ和ＩＭＶＳ技術測量了?Ｔｉ０２ＮＷ陣列中的電荷??動力學［６７］。然而，如圖ｌ－５ａ所示，他們發(fā)現電子傳輸時間和納米顆粒薄膜相４，??這比預期的要慢很多。一個電荷傳輸緩慢的原因可能是，在他們的實驗中，Ｐ２５納??１１??


本文編號：3401421