TiO-,2-和BiFeO-,3-薄膜光學(xué)及光催化性質(zhì)的研究.pdf

1、近十年來，納米二氧化鈦因其在光催化方面的應(yīng)用而得到了廣泛的關(guān)注。在實(shí)際應(yīng)用方面，其自清潔、分解水、殺菌等光催化性質(zhì)已經(jīng)應(yīng)用到許多領(lǐng)域。本論文中我們以金屬鈦為靶，在氧氣氛下脈沖激光沉積二氧化鈦薄膜，所用的激光器是波長為248nm的KrF準(zhǔn)分子激光器。在這種方法中，通過激光灼燒鈦靶濺出的粒子與周圍的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成二氧化鈦薄膜。然而，獲得銳鈦礦相薄膜的過程窗口是相當(dāng)窄的，并且沉積參數(shù)對薄膜光學(xué)及光催化性質(zhì)的影響尚未見報道。 我們

2、通過改變氧氣壓、沉積溫度及激光能量，系統(tǒng)地研究了沉積參數(shù)對薄膜微觀結(jié)構(gòu)、光學(xué)及光催化性質(zhì)的影響。當(dāng)在400℃沉積溫度時，氧氣壓對薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)和光催化性質(zhì)具有重要影響。我們發(fā)現(xiàn)在15Pa氧氣壓下制備的薄膜接近純銳鈦礦相，具有典型的(101)和(004)峰。該薄膜與5到30Pa氧氣壓下制備的其它薄膜具有最小的晶粒尺寸，并且具有較好的透光性和光催化分解亞甲基藍(lán)溶液的性質(zhì)。當(dāng)在700℃沉積溫度時，薄膜具有較尖銳的(004)峰，

3、并且不受氧氣壓的影響。我們認(rèn)為在不同的沉積溫度下薄膜存在兩種生長模式：氧氣壓控制模式(400℃)和襯底溫度控制模式(700℃)。另外，光學(xué)及光催化性質(zhì)對薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和晶粒尺寸較為敏感，在700℃沉積溫度2.4J/cm2激光能量下制備的薄膜具有最好的光催化分解亞甲基藍(lán)溶液的性質(zhì)。因此，沉積參數(shù)對于反應(yīng)脈沖激光沉積是至關(guān)重要的因素。 近來一種多鐵材料(BiFeO3)由于其也具有光催化活性而引起了研究者較多的關(guān)注。它具有可見光響應(yīng)，