论文部分内容阅读
TiO2作为一种重要的氧化物半导体材料在光催化和阻变存储器方面都有着广泛的应用前景，但TiO2较大的禁带宽度(3.2 eV)限制了其在这两方面的应用，因此缩小TiO2的禁带宽度是提高其利用效率的有效途径。本文采用水热法分别制备B掺杂以及B/N共掺杂的两种TiO2光催化剂，借助XRD，SEM，TEM，XPS，拉曼光谱，紫外可见漫反射吸收光谱(UV-vis)等手段对光催化剂的组成和结构进行表征，通过降解甲基橙实验来评价其光催化活性。另外，采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶，然后将其组装成Ag/TiO2/Ti三明治结构的阻变存储器，利用XRD，SEM等手段对样品进行表征，通过测量I-V曲线来评价其阻变性能。 以TiB2为前驱体，以HF为晶体形貌控制剂，采用水热法制备B掺杂TiO2光催化剂，研究了水热温度和水热时间对TiO2内部缺陷及其光催化性能的影响，结果表明，在不同水热温度下制备的TiO2均为锐钛矿相，颗粒形状为片状，片状颗粒的上下两个平面为(001)晶面，相同水热温度下，TiO2颗粒随着水热时间的延长而长大。水热合成时产生的H2原位还原TiO2产生氧空位，光催化效率是氧空位和晶粒尺寸共同作用的结果。 以TiB2为前驱体，以尿素为N源，利用水热法制备出砖红色的B/N共掺杂锐钛矿TiO2。研究表明，最佳水热温度为200℃，制备出的B掺杂和B/N共掺杂的样品均由小的锐钛矿相TiO2颗粒堆积而成的类球状颗粒，杂质元素B和N不仅出现在样品的表面而且也存在于样品的内部，相比于B单独掺杂的TiO2，B/N共掺杂TiO2吸收光谱范围扩展至整个可见光区域，且在紫外可见光下和可见光下均表现出良好的光催化性能。 以钛酸丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶，然后分别以Ag和Ti为顶电极和底电极，组装成Ag/TiO2/Ti阻变存储器，研究表明，相比于非晶态以及锐钛矿和金红石相混晶态的TiO2，单一锐钛矿相TiO2缺陷较多，阻变性能较好。