半導(dǎo)體材料的電沉積制備及其光電性能研究.pdf

1、近年來(lái)，半導(dǎo)體材料由于其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)以及在光吸收方面的優(yōu)越性，而越來(lái)越多地用于太陽(yáng)能的利用方面，特別是在太陽(yáng)能電池、光催化分解水以及光催化分解有機(jī)污染物等方面。CuI和AgI都是寬禁帶半導(dǎo)體，并且它們都可以作為超離子導(dǎo)體廣泛應(yīng)用于能源和固體離子器件等方面。Ag3PO4半導(dǎo)體最近剛剛被發(fā)現(xiàn)具有出色的光催化性能。作為一種寬禁帶半導(dǎo)體，TiO2經(jīng)常應(yīng)用于光催化方面，TiO2納米管陣列的性能尤其出色?，F(xiàn)在，人們?cè)絹?lái)越多地把TiO2納米管陣

2、列進(jìn)行摻雜和修飾，來(lái)提高其性能。
　　 與其他制備方法相比，電沉積具有低溫、低成本、過(guò)程可控等優(yōu)點(diǎn)。電沉積也已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于高質(zhì)量半導(dǎo)體材料的制備當(dāng)中。本文采用電沉積方法制備出了CuI、AgI、Ag3PO4以及TiO2/Ag3PO4復(fù)合納米管陣列材料，并對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌和光性能方面進(jìn)行了研究。論文研究?jī)?nèi)容分四部分：
　　 (1)PVP輔助電沉積高溫相β-CuI及其性能研究。之前，CuI已經(jīng)通過(guò)電沉積的方法成功制備出來(lái)。

3、眾所周知，PVP（聚乙烯吡咯烷酮）經(jīng)常作為表面活性劑和穩(wěn)定劑應(yīng)用于金屬及其化合物的制備中。PVP不僅能改變所制備晶體的形貌，還能改變其物相結(jié)構(gòu)。本文用PVP輔助進(jìn)行電沉積制備CuI，不但得到了不同形貌的CuI晶體，還得到了高溫相β-CuI，并且隨著PVP量的增加β-CuI的含量也越來(lái)越高。
　　 (2)室溫電沉積制備取向性AgI。本文以Ag(I)-EDTA-KI體系為電解液，電沉積制備出了取向性較好的AgI晶體。另外，實(shí)驗(yàn)也考察

4、了電沉積過(guò)程中電位對(duì)AgI晶體的影響。結(jié)果證明在低電位下，得到的AgI晶體多為六棱柱狀結(jié)構(gòu)；較高電位下得到的多為無(wú)明顯形貌的納米粒子。通過(guò)XRD結(jié)果可知得到的AgI為γ和β的混合相，用Rietveld對(duì)混合相進(jìn)行分析精修得到的結(jié)果表明，電沉積得到的AgI的β/γ的比例約為44/56。
　　 (3)室溫電沉積Ag3PO4及其性能表征。用氨水做絡(luò)合劑，采用一步電沉積法制備得到了具有明顯形貌的Ag3PO4晶體。該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)電化學(xué)方法電

5、解水產(chǎn)生酸的方式，使得銀離子從絡(luò)合物中游離出來(lái)并與磷酸根結(jié)合生成Ag3PO4。實(shí)驗(yàn)中，我們也探討了沉積溫度和電位對(duì)晶體的影響。最后經(jīng)過(guò)表征證實(shí)，Ag3PO4具有很好的光催化性能。
　　 (4)TiO2/Ag3PO4復(fù)合納米管陣列的制備及其性能表征。通過(guò)將TiO2和Ag3PO4復(fù)合制得TiO2/Ag3PO4復(fù)合納米管陣列材料，其光催化性能大大提高。實(shí)驗(yàn)中，我們首先采用超聲輔助陽(yáng)極氧化法制得TiO2納米管陣列。然后，用超聲輔助在Ti