纳米半导体薄膜电极的光电效应研究
该论文采用化学法制备的纳米TiO<,2>和纳米SnO<,2>/TiO<,2>薄膜电极,并对薄膜电极在KI/I<,2>氧化还原电解质溶液中的光电响应规律和机理进行研究.采用扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)等测定手段对薄膜电极进行表征,观察分析涂膜次数对厚度,薄膜电极表面粗糙度的影响,认为涂膜3次时,能够得到表面多孔、表面粗糙度高,纳米粒子分散均匀的薄膜;同时发现在制备纳米TiO<,2>薄膜时,20-50nm金红石型纳米TiO<,2>粒子的加入,可使薄膜组成粒子晶粒细微化,并由此得到晶型混杂的纳米TiO<,2>薄膜.采用二电极体系测试稳定光电流,三电极体系测试光电流-时间曲线,得到纳米TiO<,2>薄膜电极的厚度和表面粗糙度对光电流响应的影响规律;SnO<,2>掺杂对纳米SnO<,2>/TiO<,2>薄膜电极的光电响应影响较大,当SnO<,2>/TiO<,2>的摩尔比为1:4时,复合薄膜电极的光电响应为最大;与纳米TiO<,2>薄膜电极相比,纳米SnO<,2>/TiO<,2>复合薄膜电极显示了更快的光电流响应时间和更大光电流值的响应规律.结合能带理论分析了半导体能带耦合效应,揭示了薄膜电极中光生电荷的转移过程、增大光电流响应的发生机理.采用循环伏安曲线可逆性的判断,揭示了纳米TiO<,2>薄膜电极的电极反应属于不可逆电极反应,得失电子是它的控制步骤,电荷的转移主要受到反应活化能的影响;纳米SnO<,2>/TiO<,2>薄膜电极发生的电极反应属于可逆反应,反应粒子物质传递是控制步骤.通过交流阻抗测试,描述了电极/溶液界面特征,其控制步骤和受外电势控制的机制与循环伏安测试分析结果相吻合.纳米TiO<,2>改性聚乙烯塑料膜抗菌性能的研究表明:在不同光源条件下对不同微生物菌株的杀菌率都达到92％以上,且具有抗菌广谱、长效、安全稳定等性能.
纳米半导体;薄膜电极;光电效应
北京化工大学
硕士
材料学
徐瑞芬
2003
中文
TN304.055
79
2004-10-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）