硼酸釔和氧化鎢銪離子摻雜薄膜的電沉積制備及光電性能.pdf

1、能源緊缺和環(huán)境污染是制約社會(huì)發(fā)展和提高人類生活質(zhì)量的瓶頸，因此發(fā)展節(jié)能器件和清潔能源具有迫切而重大的需求。太陽(yáng)能是取之不盡，用之不竭的清潔能源。稀土發(fā)光材料和半導(dǎo)體材料是人們利用太陽(yáng)能的主要載體，研究這類光電材料引起了研究人員很大的興趣。材料的光電性能往往受材料的體相和界面結(jié)構(gòu)的影響，因此，發(fā)展合適的方法研究材料的結(jié)構(gòu)對(duì)其光電性能的影響具有重要的科學(xué)意義。另外，發(fā)展簡(jiǎn)單便宜的方法制備高質(zhì)量的薄膜是材料器件化應(yīng)用的關(guān)鍵。本論文以具有豐富結(jié)

2、構(gòu)的硼酸鹽和具有紫外-可見(jiàn)光吸收的WO3為研究對(duì)象，以Eu3+作為發(fā)光源和結(jié)構(gòu)探針，發(fā)展簡(jiǎn)單、廉價(jià)及易放大化的電沉積方法制備了Eu3+離子摻雜和修飾的硼酸鹽和WO3薄膜，探討了制備條件對(duì)薄膜的組成、結(jié)構(gòu)及光電化學(xué)性能的影響，初步研究了光電性能增強(qiáng)的可能機(jī)理。本論文的內(nèi)容分為以下兩個(gè)部分:
　　(1)電沉積制備YBO3∶Eu3+和Y3BO6∶Eu3+薄膜及其發(fā)光性能。在含B3+、 Y3+、Eu3+離子的溶液體系中，改變沉積電位，分別

3、得到了YBO3∶Eu3+和Y3BO6∶Eu3+薄膜。通過(guò)IR、XRD、SEM及熒光發(fā)光等方法對(duì)兩種硼酸鹽進(jìn)行了表征，探討了其形成過(guò)程的機(jī)理和銪離子摻雜對(duì)其發(fā)光性能的影響。熒光發(fā)射光譜表明，Y3BO6∶Eu3+薄膜的5D0→7F2躍遷比5D0→7F1躍遷強(qiáng)，即紅橙比較大，這與Y3BO6晶體結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性相一致。Y3BO6∶Eu3+(5mol％)在591 nm處的最長(zhǎng)熒光壽命為2.24 ms，而YBO3∶Eu3+(1mol％)的最長(zhǎng)熒光壽命

4、為3.78 ms。
　　(2) WO3/Eu2(WO4)3復(fù)合薄膜的制備及其光電化學(xué)性能。在電沉積制備的WO3薄膜表面上摻雜少量的Eu3+離子，煅燒后得到復(fù)合薄膜電極。XRD、 SEM、 EDS測(cè)試發(fā)現(xiàn)銪摻雜前后薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和形貌發(fā)生了變化。Eu3+離子以Eu2(WO4)3形式覆蓋在WO3電極表面。光電化學(xué)測(cè)試表明，當(dāng)Eu2(WO4)3層厚度為13nm時(shí)，WO3/Eu2(WO4)3復(fù)合電極的光電氧化水的性能最好，其光生電流密度是