缺陷氧化钨和氧化钨基异质结构的构筑及其应用研究

发布时间：2021-08-10 10:35

　　氧化钨是一种n型半导体材料,它由于来源广泛、组成高度可控等特点而受到研究者的广泛关注。氧化钨包括化学计量WO3和亚化学计量的WO3-x。WO3中氧空位的引入会大大改变材料的电子结构和性质,并且不同含量的氧空位的作用机制也不相同。氧空位的构筑一般会在禁带中形成新的缺陷能级,并会增加氧化钨中的自由载流子密度。当氧空位含量较低时,缺陷能级的存在使电子可以从价带到缺陷能级或从缺陷能级到导带跃迁,导致氧化钨的带隙缩小以及它在可见甚至近红外区域光吸收的增强,从而有利于光催化活性的提高。氧空位含量较高时,WO3-x中高的自由载流子浓度可以产生LSPR效应,使缺陷氧化钨在可见或近红外区域具有显著增强的光吸收。这种非金属等离子体材料的LSPR不仅具有可调控性,而且对于外部的环境十分敏感,因此可以被应用于生物传感领域。此外,缺陷WO3-x的LSPR效应大大扩展了材料的光吸收范围,所以它也被广泛应用于光催化领域。然而LSPR激发产生的热电子易于自冷却,而构筑金属/半导体异质结构是提高热电子转移和载流子分离效率的有效策略。因此,本文研究了氧化钨中缺陷的构筑及其对材料性质的影响,还探究了金属/氧化钨等离子体异质... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?Ｗ〇３和Ｗ０６八面体单元的立方结构Ｗ??

的多隧道结构。一个经典的例子是ｈ－Ｗ０３，在由Ｗ０６八面体所构造的Ｗ－０框??架中有三种不同类型的隧道，即ａｂ平面中的三角形和六边形隧道以及沿ｃ轴的??方形窗口（图１．３）?［１６］。??图１．２立方钙钛矿晶格的晶胞［１４］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｕｎｉｔ?ｃｅｌｌ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｃｕｂｉｃ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｌａｔｔｉｃｅ??Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ?＾??ｔｕｎｎｅｌｓ?＿??—??ｔｕｎｎｅｌｓ?＾??■ｉｉ．?ＢｌＬ?ＫＬ?ｂ??Ｆｏｕｒ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ??ｓｑｕａｒｅ?ｗｉｎｄｏｗ??ＡＭＭＩ?Ａ．??垂??图１．３六

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本文编号：3333902