【摘 要】
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铁电材料具有可翻转的自发极化,极化使薄膜样品表面形成极化电荷,形成退极化场,从而可以分离光生载流子。铁电材料的这种独特的性质,使其表面可以发生氧化还原反应,包括光解
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铁电材料具有可翻转的自发极化,极化使薄膜样品表面形成极化电荷,形成退极化场,从而可以分离光生载流子。铁电材料的这种独特的性质,使其表面可以发生氧化还原反应,包括光解水及从相应的金属盐溶液中还原出金属纳米颗粒等。另外,贵金属纳米颗粒修饰的半导体因为具有特殊的界面结构和电子迁移特性而一直在光催化分解水领域受到广泛关注。 本文利用溶胶-凝胶法在ITO石英玻璃上制备了Pb(ZrxTi1-x)O3薄膜。实验中我们发现,Pb(ZrxTi1-x)O3/ITO薄膜样品未经极化就可以还原Ag+,这是由于薄膜与ITO之间形成的势垒在起作用。同时也发现随着Zr含量的增加(X的增大),样品的电阻率增大,光学带隙变大,表面光还原Ag+形成的纳米颗粒密度增大,颗粒变小。在对Ag纳米颗粒修饰的Pb(ZrxTi1-x)O3薄膜光电流的研究中发现:随着 Zr含量的增加,Ag纳米颗粒对Pb(ZrxTi1-x)O3薄膜光电流的改善逐渐明显。论文分析了实验现象并给予了合理解释。 在第一个工作的基础上,我们选定PbTiO3薄膜作为研究对象,利用光还原的方法分别制备了Ag、Au和Pt纳米颗粒。实验发现,Ag和Au纳米颗粒的表面等离子激元特性可以提高可见光的吸收,可以改善PbTiO3薄膜的光电化学性能。由于Ag纳米颗粒与PbTiO3之间可以形成有效的能级排列,使其修饰的PbTiO3薄膜的光电化学性能最好。而Pt由于没有上述特性,对PbTiO3薄膜的光电化学性能反而不利。
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