傳統(tǒng)化石能源的逐漸枯竭和全球環(huán)境污染問題的日益嚴重,迫使人們不斷尋求節(jié)能新材料和新的、可持續(xù)的、可再生的綠色能源。WO₃是一種非常典型的過渡金屬氧化物半導(dǎo)體材料,因其價態(tài)的多樣性和價電子構(gòu)型的獨特性而表現(xiàn)出特殊的光學、電學、力學性能,在電致變色、光催化、氣體傳感器、超級電容器以及太陽能電池等等領(lǐng)域的應(yīng)用顯示出了極為優(yōu)異的性能,對未來作為節(jié)能材料和利用清潔能源（太陽能）方面具有非常廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。本論文以WO₃薄膜為主要研究對象,針對單一WO₃薄膜材料存在的缺點,采用射頻磁控濺射技術(shù),通過疊層法和共濺射法制備了一系列不同的WO₃基復(fù)合物薄膜,探究了疊層厚度和濺射功率對WO₃薄膜光電性能的影響。具體如下所示:（1）以ITO導(dǎo)電玻璃為基底,采用射頻磁控濺射技術(shù)進行薄膜樣品的制備。通過疊層法制備出不同TiO₂厚度的TiO₂/WO₃復(fù)合薄膜。測試分析了TiO₂薄膜層疊加的厚度對WO_3<... 

【文章來源】：吉林大學吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

WO3的結(jié)構(gòu)

吉林大學博士學位論文波爾半徑為 3nm)時，材料產(chǎn)生較強的量子尺寸效應(yīng)，強量子子波函數(shù)的直接變化，從而顯著地改變了 WO3的禁帶寬度；爾半徑時，量子尺寸效應(yīng)較弱，此時由于庫侖效應(yīng)引起電子，會導(dǎo)致 WO3的禁帶寬度發(fā)生細微的變化[27]。Gullapalli 等術(shù)，通過調(diào)控沉積過程中基板的溫度，獲得不同晶體尺度的,通過改變基底的溫度獲得的晶體尺寸范圍為9 nm（基底溫度（基底溫度是 500°C）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著晶粒尺寸從 9 nm 增加到帶寬度從 3.25 eV 減小到 2.92 eV。晶體尺寸的增大，帶隙能于弱 QC 效應(yīng)[24]。測試結(jié)果也證實了隨著溫度的升高, WO3帶寬度減小。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著通入氣體的組分中氧分壓的增加，薄膜的晶粒尺寸減小，不同氧分壓下的 WO3原子力顯微鏡圖如圖1.3 所示；保持沉積參數(shù)不變，使用不同的基底，獲得的 WO3表面形貌及晶粒尺寸也不同，如圖 1.4 所示[30]。圖 1.3 不同氣體組分下的 WO3薄膜的原子力顯微鏡圖 (a) PO2/PAr=0,1;(b) PO2/PAr=1[30]圖 1.4 沉積在不同基底上的 WO3薄膜的原子力顯微鏡圖：(a) WO3/玻璃; (b)WO3/MgO (0 0 1); (c) WO3/α-Al2O3(0 0 1); (d) WO3/(SiO2/Si)[30](b) 蒸鍍法

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電致變色機理的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 牛微,畢孝國,孫旭東.  材料導(dǎo)報. 2011(03)



本文編號：3620108