论文部分内容阅读
本文通过简单的热分解法和溶胶凝胶法分别制备出暴露清洁{111}晶面的Fe掺杂NiO八面体和不同[111]取向的CdO薄膜,并采用X--射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEIM)、场发射电子显微镜(FESEM)、多功能成像光电子能谱仪(XPS)和物理吸附仪等仪器对样品的结构和形貌进行了表征分析。研究了 Fe掺杂NiO八面体及表面Cl-的去除对丙酮、乙醇和三乙胺的传感响应,提出了增强传感性能最根本的物理机制;研究了不同[111]取向的CdO薄膜的光伏特性并提出了自发电场的概念。以上课题总体研究了暴露高能晶面对增强物理性能的影响,讨论了结构与性能的关联性,具体过程如下:(1)采用热分解法,以NiCl-·6H20和FeC13·6H20的水溶液为原料,并在400℃反应得到暴露{111}晶面的Fe掺杂NiO八面体。通过改变掺杂的Fe浓度来探究其对传感性能的影响,发现当掺杂量为5%时其传感性能最佳。并且能谱测试表明其表面吸附有Cl-,经过AgN03水溶液和NH3·H2O水溶液的浸泡将表面的Cl-去除后传感性能得到进一步提升。我们将这种增强的传感性能归因于Fe的掺杂和清洁{111}晶面的暴露使其材料表面活性位增多,提出NiO的{111}表面上具有三配位的Ni原子和Fe原子均为反应活性位这一概念,为研究传感反应机理和设计更加优异的传感材料提供了理论指导。(2)采用溶胶凝胶法,以Cd(CH3COO)2·2H20和CH3OH为原料,通过改变后处理温度,在FTO玻璃上得到不同[111]取向的CdO薄膜,并探究其对光伏性能的影响。发现随着[111]取向的增大,其光伏特性也越强。通过探究CdO[111]方向的晶体结构,提出了极性面间存在自发电场并且促进电荷分离的物理机制,为太阳能电池及其他光电设备的研究及设计提供新的思想。