TiO-,2-半導(dǎo)體薄膜的光催化和氣敏性質(zhì)研究.pdf

1、TiO2是n型金屬氧化物半導(dǎo)體，是一種重要的無機(jī)功能材料，可用于制作電介質(zhì)材料、光催化薄膜、減反射涂層、氣敏傳感器等。TiO2薄膜具有優(yōu)異的光催化性能，抗光腐蝕，在酸性條件下難溶，對光穩(wěn)定，無毒等。這就使其在廢水處理，消毒殺菌，氣體凈化等實(shí)際應(yīng)用方面有著誘人的前景。由于TiO2只能被波長較短的紫外線激發(fā)，使其太陽能的利用率低。為了實(shí)現(xiàn)自然條件下的光催化，需要降低TiO2禁帶寬度，摻雜則是一種較好的措施。 另外，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)

2、展，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，TiO2作為一種傳感器材料，發(fā)揮著重要的作用。但是靈敏度和選擇性是制約傳感器發(fā)展的重要因素。科學(xué)家們通過不同的方法改變TiO2的微觀結(jié)構(gòu)，從而使電學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，達(dá)到對環(huán)境的有效監(jiān)控。 本文研究了TiO2薄膜的光催化性質(zhì)和氣敏特性，研究了光催化反應(yīng)的原理和制備方法，提出了提高光催化效率的途徑。通過溶膠—凝膠法制備了TiO2薄膜對其進(jìn)行光催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)膜層厚度、薄膜煅燒溫度和溶液PH值對降解效率都有直接的

3、影響，并對結(jié)果進(jìn)行分析。 本文還通過反應(yīng)濺射法和化學(xué)氣相沉積法制備了TiO2氣敏薄膜。用濺射制備的薄膜摻入部分雜質(zhì)對還原性氣體進(jìn)行氣敏測試，發(fā)現(xiàn)TiO2薄膜對酒精氣體和氫氣有不同的反應(yīng)機(jī)制和電子注入機(jī)理，氣敏特性也表現(xiàn)出不同，而雜質(zhì)的引入反而降低了TiO2薄膜的敏感性，可能是由于雜質(zhì)對氧空位的補(bǔ)償所引起。這也是本文的創(chuàng)新之處。 通過XPS和掃描電鏡對化學(xué)氣相沉積的TiO2薄膜進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)這種制備方法制備的薄膜純度高，顆