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文檔簡介
1、由于能源短缺和環(huán)境污染日益加劇,新能源和材料的研究引起了高度重視。太陽能轉(zhuǎn)化為化學能是一種低成本且環(huán)境友好的方法,這種方法被廣泛應運于電勢方面。幾十年來,完成光電化學轉(zhuǎn)變的半導體電極是一個人們很感興趣的話題。過渡金屬氧化物赤鐵礦是一種窄禁帶,低成本,化學穩(wěn)定性好的半導體材料。納米半導體材料有不同的光電性能,在太陽能轉(zhuǎn)變成化學能方面是很有前途的材料。
本文系統(tǒng)的闡述了納米材料及半導體納米材料的發(fā)展及特性,總結了納米氧化鐵的研究進
2、展,通過熱氧化法制備了含有納米帶或納米片的納米膜,研究了鐵片氧化行為、溫度和添加劑對產(chǎn)物形貌影響和光電性能。
研究鐵片氧化行為及溫度和添加劑對產(chǎn)物形貌影響,采用直接氧化鐵片,利用X射線衍射譜(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對氧化產(chǎn)物的形貌和晶體結構進行了表征,同時測定了氧化產(chǎn)物和噴油Pt的氧化產(chǎn)物的I-V特性。結果表明,鐵片在570℃以下的空氣中氧化,生成Fe3O4和Fe2O3兩層膜,F(xiàn)e3O4層靠近基底,F(xiàn)e2
3、O3層位于表面,繼續(xù)氧化生成含有納米帶或片的納米膜。Pt提高了氧化產(chǎn)物的光電化學性能。鐵片在350℃的空氣中氧化,生成Fe3O4和Fe2O3兩層膜,F(xiàn)e3O4層靠近基底,F(xiàn)e2O3層位于表面,繼續(xù)氧化生成含有納米帶或片的納米膜。Pt提高了氧化產(chǎn)物的光電化學性能。
基于基底穩(wěn)定性的提高,利用電鍍法在鈦箔上沉積一層鐵鍍層,通過熱氧化法將鐵鍍層氧化。利用X射線衍射譜(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對氧化產(chǎn)物的形貌和晶體
4、結構進行了表征,利用表面光電壓譜(SPS)和相位譜(PS)研究了氧化產(chǎn)物的表面光電性質(zhì),同時測定了氧化產(chǎn)物的I-V特性。結果表明,鐵鍍層的表面被熱氧化后生成了含α-Fe2O3納米帶和納米片的納米氧化膜,α-Fe2O3納米氧化膜在300-600mm之間出現(xiàn)了一個與帶-帶躍遷相關的光伏響應,相位譜顯示納米膜呈n型半導體的導電特征。I-V測試表明在AM1.5G100 mW/cm2標準光強作用下,0.23 V(vs.Ag/AgCl)的偏壓下能產(chǎn)
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