WO 3-δ 外延薄膜的相调控与性能研究
发布时间：2023-04-22 07:45
在节能减排与环境保护的大背景下,电致变色与光解水等环境友好的新技术受到研究者的广泛关注。WO3-δ作为一种A原子缺失的ABO3型钙钛矿氧化物,在电致变色与可见光响应的光解水领域都具有着广阔的应用前景。WO3-δ中氧的变化可以使它衍生出不同的相,不同相之间物理性质的差异将带来巨大的性能变化,包括电致变色性能与光解水性能。因此,本文期望通过先进的相调控手段来实现WO3-δ富氧相与缺氧相的调控,从而研究相调控带来的各种性能变化。本文采用了脉冲激光沉积技术,利用其腔内氧压精确可控的优势,在(100)方向的YSZ基底上制备了氧压13 Pa至1.3 mPa的不同YSZ/ITO/WO3-δ薄膜。发现随着沉积氧压的不断降低,将发生富氧相WO3向缺氧相WO2.8的相转变过程。通过紫外-可见-近红外透过率测试,发现这个相转变能够使得透过率从富氧相WO3的约100%连续调制到缺氧相WO2.8的约10%,可调制宽度...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 光电催化材料
1.2.1 光电催化反应机理
1.2.2 紫外光响应的光电催化材料
1.2.3 可见光响应的光电催化材料
1.2.4 WO3催化光分解水研究进展
1.3 WO3电致变色薄膜
1.3.1 电致变色薄膜
1.3.2 WO3电致变色的研究进展
1.4 WO3的相调控
1.4.1 WO3相调控的研究进展
1.4.2 电催化反应调控WO3的相
1.5 本文的主要研究内容和论文结构
第2章 实验材料与测试方法
2.1 实验材料及设备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 脉冲激光沉积原理与工艺
2.2.1 脉冲激光沉积原理
2.2.2 薄膜的结构设计
2.2.3 脉冲激光沉积工艺
2.3 薄膜形貌与结构的表征方法
2.3.1 形貌表征
2.3.2 结构表征
2.4 WO3薄膜的相调控方法
2.5 薄膜性能测试方法
2.5.1 电致变色性能测试
2.5.2 紫外-可见-近红外吸收光谱测试
2.5.3 光电化学性能测试
第3章 变氧压调控WO3-δ相及性能
3.1 引言
3.2 WO3外延薄膜的制备与表征
3.2.1 脉冲激光沉积制备WO3薄膜
3.2.2 WO3薄膜的结构表征
3.2.3 WO3薄膜的形貌表征
3.3 富氧相WO3外延薄膜的光解水性能
3.3.1 I-T光电流曲线测试
3.3.2 线性扫描伏安测试
3.3.3 莫特-肖特基测试
3.4 变氧压调控WO3-δ相
3.4.1 不同氧压下WO3-δ薄膜的制备
3.4.2 不同氧压下WO3-δ薄膜的形貌表征
3.4.3 不同氧压下WO3-δ薄膜的XRD表征
3.5 氧压变化导致WO3-δ薄膜的变色
3.6 氧压变化对WO3-δ薄膜光解水性能的影响
3.6.1 I-T光电流曲线测试
3.6.2 线性扫描伏安测试
3.6.3 电化学交流阻抗谱测试
3.7 本章小结
第4章 低压电催化调控WO3-δ相及性能
4.1 引言
4.2 电催化反应调控WO3-δ薄膜的相
4.2.1 变电压调控WO3-δ薄膜的相
4.2.2 变时间调控WO3-δ薄膜的相
4.2.3 WO3-δ薄膜的自恢复性能
4.3 WO3-δ薄膜的电致变色性能
4.3.1 变时间调控WO3-δ薄膜电致变色
4.3.2 着色态WO3-δ薄膜的自恢复
4.4 WO3-δ薄膜的光解水性能调控
4.4.1 I-T光电流曲线测试
4.4.2 线性扫描伏安测试
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3797218
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 光电催化材料
1.2.1 光电催化反应机理
1.2.2 紫外光响应的光电催化材料
1.2.3 可见光响应的光电催化材料
1.2.4 WO3催化光分解水研究进展
1.3 WO3电致变色薄膜
1.3.1 电致变色薄膜
1.3.2 WO3电致变色的研究进展
1.4 WO3的相调控
1.4.1 WO3相调控的研究进展
1.4.2 电催化反应调控WO3的相
1.5 本文的主要研究内容和论文结构
第2章 实验材料与测试方法
2.1 实验材料及设备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 脉冲激光沉积原理与工艺
2.2.1 脉冲激光沉积原理
2.2.2 薄膜的结构设计
2.2.3 脉冲激光沉积工艺
2.3 薄膜形貌与结构的表征方法
2.3.1 形貌表征
2.3.2 结构表征
2.4 WO3薄膜的相调控方法
2.5 薄膜性能测试方法
2.5.1 电致变色性能测试
2.5.2 紫外-可见-近红外吸收光谱测试
2.5.3 光电化学性能测试
第3章 变氧压调控WO3-δ相及性能
3.1 引言
3.2 WO3外延薄膜的制备与表征
3.2.1 脉冲激光沉积制备WO3薄膜
3.2.2 WO3薄膜的结构表征
3.2.3 WO3薄膜的形貌表征
3.3 富氧相WO3外延薄膜的光解水性能
3.3.1 I-T光电流曲线测试
3.3.2 线性扫描伏安测试
3.3.3 莫特-肖特基测试
3.4 变氧压调控WO3-δ相
3.4.1 不同氧压下WO3-δ薄膜的制备
3.4.2 不同氧压下WO3-δ薄膜的形貌表征
3.4.3 不同氧压下WO3-δ薄膜的XRD表征
3.5 氧压变化导致WO3-δ薄膜的变色
3.6 氧压变化对WO3-δ薄膜光解水性能的影响
3.6.1 I-T光电流曲线测试
3.6.2 线性扫描伏安测试
3.6.3 电化学交流阻抗谱测试
3.7 本章小结
第4章 低压电催化调控WO3-δ相及性能
4.1 引言
4.2 电催化反应调控WO3-δ薄膜的相
4.2.1 变电压调控WO3-δ薄膜的相
4.2.2 变时间调控WO3-δ薄膜的相
4.2.3 WO3-δ薄膜的自恢复性能
4.3 WO3-δ薄膜的电致变色性能
4.3.1 变时间调控WO3-δ薄膜电致变色
4.3.2 着色态WO3-δ薄膜的自恢复
4.4 WO3-δ薄膜的光解水性能调控
4.4.1 I-T光电流曲线测试
4.4.2 线性扫描伏安测试
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3797218
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