編號：CPJS00799
篇名：Fe離子注入二氧化鈦復(fù)合薄膜制備及光吸收性能研究
作者：周艷軍; 何芳; 王玉林; 黃遠(yuǎn); 萬怡灶;
關(guān)鍵詞：溶膠凝膠法; Fe離子注入; TiO2復(fù)合薄膜; 光吸收;
機(jī)構(gòu)： 天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院天津市材料復(fù)合與功能化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 遼寧工業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院;
摘要： 采用溶膠凝膠法在石英基體上制備了純TiO2薄膜,并通過離子注入方法對TiO2薄膜進(jìn)行Fe摻雜改性以促進(jìn)TiO2薄膜光吸收邊紅移,提高其光吸收性能。利用XRD、XPS及UV-vis對不同注入劑量的Fe摻雜TiO2復(fù)合薄膜的晶相結(jié)構(gòu)、原子化學(xué)態(tài)以及光吸收性能進(jìn)行了表征。XRD測試結(jié)果表明,溶膠凝膠法制得的TiO2薄膜為銳鈦礦相,經(jīng)Fe離子注入后,復(fù)合TiO2薄膜經(jīng)退火后銳鈦礦相消失,金紅石相出現(xiàn),因?yàn)镕e3+離子進(jìn)入晶胞代替Ti4+,在TiO2基體形成鐵的固溶體,結(jié)果氧空缺形成促進(jìn)了TiO2從銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變;XPS測試結(jié)果表明,經(jīng)過退火Fe在復(fù)合TiO2薄膜中以Fe和Fe3O4形式存在,說明Fe離子進(jìn)入TiO2晶格取代Ti,但Fe及其氧化物晶體峰未在XRD上觀測到,說明兩者結(jié)晶程度不高,以非晶形態(tài)存在;通過對溶膠凝膠法制備的TiO2薄膜注入不同劑量Fe的復(fù)合薄膜的紫外-可見吸收光譜分析可知,由于復(fù)合薄膜中Fe3O4的存在,使復(fù)合薄膜紫外-可見光吸收邊發(fā)生了紅移,并隨注入劑量增加紅移增大,根據(jù)紅移效果確定Fe的適宜注入劑量為1×1017 cm-2。
