氧化鋅薄膜表面可控浸潤性研究.pdf

1、眾所周知,浸潤性是固體表面的重要特征之一,無論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是人們的日常生活中,浸潤都是一種非常重要的現(xiàn)象.尋找具有特殊浸潤性和可控浸潤性材料一直是人們關(guān)注的熱點.ZnO是一種n型的寬禁帶半導(dǎo)體材料,帶隙3.2 eV.其平滑的表面即顯示疏水性質(zhì),并且用紫外光照射后顯示親水性.因為具有這些屬性,所以研究它的浸潤性是十分有意義的.該論文用電化學(xué)沉積的方法,選取不同的沉積參數(shù),制備了一系列超疏水性質(zhì)的ZnO薄膜,詳細(xì)討論了沉積溫度、沉積電壓

2、、電解液濃度對薄膜的表面形貌和浸潤性的影響.結(jié)果顯示,各種沉積條件都可以影響ZnO薄膜的表面形貌,引起粗糙度的變化.其中沉積電壓和電解液濃度對表面形貌的影響較大,引起粗糙度變化對接觸角的影響也比較大,而沉積溫度對形貌的影響還不足以引起接觸角的明顯變化.該文還研究了薄膜的可控浸潤性,詳細(xì)討論了浸潤性轉(zhuǎn)化的機理.實驗中發(fā)現(xiàn)新制備薄膜顯示高度的親水性,接觸角僅有幾十度,但在空氣中放置和加熱處理都可以使接觸角變大,由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?這是因為

3、表面上吸附的水分子可以在空氣中放置和加熱的條件下被氧所取代而使接觸角逐漸增大,并且加熱處理的方法更可以使這個過程在較短時間內(nèi)完成,使薄膜顯示出超疏水狀態(tài).這種處理過的超疏水表面經(jīng)紫外光照射以后可以從超疏水狀態(tài)轉(zhuǎn)化到超親水狀態(tài),其接觸角降低到0°.這是由于在紫外光的照射下,表面產(chǎn)生氧空位,吸附空氣中游離的水,降低表面能,并在表面形成大量的親水點,使接觸角降低到0°.重復(fù)這種加熱和紫外光照射的過程可以實現(xiàn)從超疏水到超親水的重復(fù)變化,并且在最