种子层对TiO_2纳米棒阵列取向生长及界面态的影响

采用水热法制备了金红石相的单晶TiO2纳米棒阵列,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)以及表面光电压谱仪(SPS)研究了其形貌、结构以及光电性质.通过在不同生长基底上的对比实验发现,F掺杂SnO2导电玻璃基底和种子层对纳米棒阵列的生长起决定作用,TiO2种子层与SnO2∶F基底晶格匹配,有利于晶体外延生长,使TiO2纳米棒阵列的取向性更强.场调制表面光电压测量结果表明,金红石相的TiO2与基底界面处的能带向上弯曲,在FTO/TiO2界面存在大量界面态,这些界面态可能成为光生载流子的复合中心.实验结果表明,引入种子层不仅有利于TiO2纳米棒的取向生长,而且可极大地减少界面态,从而提高电荷的收集效率.

磁控溅射法制备氧化铜纳米线阵列薄膜及其气敏性质

通过磁控溅射法在掺氟二氧化锡导电玻璃(FTO)衬底上溅射金属铜薄膜,所制备的Cu薄膜在管式炉中退火氧化生长得到CuO纳米线阵列薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对其形貌和结构进行了表征,并研究了这种通过磁控溅射得到的CuO纳米线阵列薄膜对CO和H2S的气敏性质.研究结果表明,CuO纳米线阵列薄膜在250℃时对CO气体具有最强的气敏响应,并且当CO浓度增大时其气敏响应明显增强.而对于H2S气体,在常温下CuO纳米线阵列薄膜能够对低浓度的H2S气体响应,说明这种CuO纳米线阵列薄膜可以在常温、低浓度下探测H2S气体;而当测试温度升高时,其电阻值在H2S气体氛围中迅速减小.我们对这种异常的电阻变化现象进行了解释.

模板法制备CdS/TiO_2纳米管复合阵列薄膜及其光电性质

采用ZnO纳米棒阵列为模板在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了CdS/TiO2纳米管复合薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收分光光度计(UV-Vis)及表面光电压谱(SPS)研究了不同CdS沉积时间对复合薄膜的形貌、晶体结构、光电性质的影响.研究结果表明,TiO2纳米管阵列表面沉积5minCdS纳米颗粒后,其表面光电压信号得到增强,并且其吸收光谱可拓展到可见光区;与吸收光谱相对应,在可见光区出现新的光电压谱响应区,这一现象说明与CdS复合可显著提高TiO2纳米管阵列的光电特性;随着CdS纳米颗粒沉积时间的增加,复合纳米管阵列薄膜在可见光区域的光电压强度逐渐减弱,我们用不同的电荷转移机制对此现象进行了详细的讨论和解释.除此之外,我们对TiO2纳米管阵列结构的比表面积对复合结构的光电特性影响也做了深入的讨论.