钼酸盐系列薄膜的电化学制备及特性研究

论文题目: 钼酸盐系列薄膜的电化学制备及特性研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料物理与化学

作者: 毕剑

导师: 肖定全

关键词: 电化学,白钨矿,铝酸盐,薄膜,室温,光致发光

文献来源: 四川大学

发表年度: 2005

论文摘要: 电化学制备技术是近年发展起来制备功能薄膜材料的重要技术,是软溶液制备技术的重要组成部分。与传统的薄膜制备技术相比,电化学制备技术在沉积反应控制、薄膜形貌控制、沉积速度、能量消耗、环境影响及实验设备等方面都有较明显的优势,正广泛应用于薄膜材料制备的研究当中。本论文采用电化学制备技术,在钼基体上直接制备了白钨矿结构的CaMoO4、BaMoO4、Sr1-xCaxMoO4、Ba1-xCaxMoO4、Ba1-x-yCaxSryMoO4等钼酸盐系列薄膜;系统研究了薄膜的制备工艺条件对钼酸盐薄膜质量的影响;开展了钼酸盐系列多晶薄膜的恒电流和恒电位的电化学制备研究;探讨了初始溶液的组分比对Sr1-xCaxMoO4、Ba1-xCaxMoO4、Ba1-x-yCaxSryMoO4固溶体薄膜的组分比、晶格参数、表面形貌的影响;研究了钼酸盐多晶薄膜的生长习性;采用XRD、SEM、XPS、AFM等分析测试手段表征了薄膜的相结构、表面形貌、薄膜组分及组分比等物化性能;研究了薄膜的室温光致发光特性。通过上述研究工作,得到了如下具有显著创新性的研究成果: （1）系统研究了电化学制备技术工艺条件,如电流密度、基体表面粗糙度、反应时间、溶液pH值、反应温度等条件对ABO4结构的钼酸盐薄膜质量的影响,得出了制备钼酸盐多晶薄膜的优化工艺条件。研究表明:电流密度和pH值决定着溶液中B6+离子浓度,温度会影响离子的扩散速度。这些工艺条件主要影响薄膜的生长速度,从而影响薄膜的晶粒形貌、致密性和附着力。金属衬底的表面粗糙度直接影响薄膜的生长,制约薄膜的质量,主要表现在薄膜的缺陷数量、晶粒度的大小和均匀性等方面。该项系统的研究工作,尚未见报道。

论文目录:

第一章电化学技术及其在功能材料制备中的应用

1.1 电化学制备技术概述

1.2 电化学制备技术基本原理

1.3 电化学沉积的影响因素

1.4 电化学制备技术的优点

1.5 电化学制备技术在材料制备中的应用

1.6 白钨矿结构薄膜材料的电化学制备研究进展

1.6.1 白钨矿晶体结构概述

1.6.2 电化学制备技术在白钨矿结构薄膜材料中的应用

1.7 电化学制备技术发展前景

1.8 本章小结

第二章本论文的选题依据及主要研究内容

2.1 本论文选题依据

2.2 本论文主要研究内容

第三章钼酸盐多晶薄膜的电化学制备

3.1 钼酸盐薄膜电化学制备实验装置

3.2 沉积基片的预处理

3.2.1 沉积基片的酸腐蚀过程

3.2.2 沉积基片的粗磨和机械抛光处理过程

3.3 铝酸盐多晶薄膜的电化学制备

3.3.1 实验所用试剂及电解质溶液的配制

3.3.2 钼酸盐多晶薄膜的电化学制备过程

3.4 钼酸盐多晶薄膜电化学制备实验方案设计

3.4.1 CaMoO_4多晶薄膜电化学制备实验方案设计

3.4.2 BaMoO_4多晶薄膜电化学制备实验方案设计

3.4.3 Sr_(1-x)Ca_xMoO_4多晶固溶体薄膜电化学制备实验方案设计

3.4.4 Ba_(1-x)Ca_xMoO_4多晶固溶体薄膜电化学制备实验方案设计

3.4.5 Ba_(1-x-y)Ca_xSr_yMoO_4多晶固溶体薄膜电化学制备实验方案设计

3.5 电解液中Ca~(2+)和MoO_4~(2-)质量的测定

3.5.1 电解液中Ca~(2+)质量的测定

3.5.2 电解液中MoO_4~(2-)质量的测定

3.6 本章小结

第四章钼酸盐多晶薄膜的成膜过程及物化结构性能测试

4.1 钼酸盐多晶薄膜的成膜过程分析

4.1.1 电化学电极反应过程

4.1.2 溶液反应过程

4.1.3 反应过程中电极电位(电流)的变化规律

4.2 钼酸盐多晶薄膜物化结构性能测试

4.2.1 CaMoO_4、BaMoO_4、Sr_(1-x)Ca_xMoO_4、Ba_(1-x)Ca_xMoO_4、Ba_(1-x-y)Ca_xSr_yMoO_4多晶薄膜的晶相结构表征

4.2.2 CaMoO_4、BaMoO_4、Sr_(1-x)Ca_xMoO_4、Ba_(1-x)Ca_xMoO_4、Ba_(1-x-y)Ca_xSr_yMoO_4多晶薄膜的表面形貌表征

4.2.3 CaMoO_4、BaMoO_4、Sr_(1-x)Ca_xMoO_4、Ba_(1-x)Ca_xMoO_4、Ba_(1-x-y)Ca_xSr_yMoO_4多晶薄膜的成分分析

4.3 本章小结

第五章钼酸盐多晶薄膜制备工艺条件研究

5.1 反应时间对钼酸盐多晶薄膜制备的影响

5.1.1 反应时间对CaMoO_4多晶薄膜表面形貌的影响

5.1.2 反应时间对CaMoO_4薄膜相结构的影响

5.1.3 反应时间对CaMoO_4薄膜与基体附着力的影响

5.1.4 反应时间对BaMoO_4薄膜制备的影响

5.2 电流密度对钼酸盐多晶薄膜制备的影响

5.2.1 电流密度对CaMoO_4多晶薄膜表面形貌和沉积时间的影响

5.2.2 电流密度对CaMoO_4多晶薄膜与基体附着力的影响

5.3 溶液酸度对钼酸盐多晶薄膜制备的影响

5.3.1 酸度对钼基体溶解能力的影响

5.3.2 酸度对CaMoO_4薄膜的沉积时间和表面形貌的影响

5.3.3 酸度对CaMoO_4薄膜纯度的影响

5.3.4 酸度对BaMoO_4薄膜制备的影响

5.4 反应温度对钼酸盐多晶薄膜制备的影响

5.4.1 温度对CaMoO_4薄膜的表面形貌和沉积时间的影响

5.4.2 温度对CaMoO_4薄膜的晶相结构的影响

5.5 基体表面粗糙度对钼酸盐多晶薄膜制备的影响

5.5.1 基体表面粗糙度对CaMoO_4多晶薄膜制备的影响

5.5.2 基体表面粗糙度对Ba_(1-x)Ca_xMoO_4多晶薄膜制备的影响

5.6 CaMoO_4多晶薄膜的恒电位电化学沉积

5.7 组分比对Sr_(1-x)Ca_xMoO_4固溶体薄膜电化学制备的影响

5.7.1 组分比对Sr_(1-x)Ca_xMoO_4薄膜晶格参数的影响

5.7.2 溶液组分比与Sr_(1-x)Ca_xMoO_4薄膜组分比的关系

5.7.3 组分比对基体质量变化和Sr_(1-x)Ca_xMoO_4薄膜表面形貌的影响

5.8 组分比对Ba_(1-x)Ca_xMoO_4固溶体薄膜电化学制备的影响

5.8.1 组分比对Ba_(1-x)Ca_xMoO_4薄膜晶格参数的影响

5.8.2 溶液组分比与Ba_(1-x)Ca_xMoO_4薄膜组分比的关系

5.8.3 组分比对基体质量变化和Ba_(1-x)Ca_xMoO_4薄膜表面形貌的影响

5.9 组分比对Ba_(1-x-y)Ca_xSr_yMoO_4固溶体薄膜电化学制备的影响

5.9.1 组分比对Ba_(1-x-y)Ca_xSr_yMoO_4固溶体薄膜晶格参数的影响

5.9.2 组分比对Ba_(1-x-y)Ca_xSr_yMoO_4固溶体薄膜表面形貌的影响

5.10 本章小结

第六章钼酸盐多晶薄膜的室温光致发光性能研究

6.1 白钨矿结构的钨酸盐、钼酸盐的光致发光特性

6.2 CaMoO_4、BaMoO_4多晶薄膜室温光致发光特性

6.3 Sr_(1-x)Ca_xMoO_4、Ba_(1-x)Ca_xMoO_4、Ba_(1-x-y)Ca_xSr_yMoO_4多晶固溶体薄膜的室温光致发光特性

6.4 本章小结

第七章本论文研究成果、创新点及进一步开展工作的建议

7.1 本论文的主要研究成果

7.2 本论文的主要创新点

7.3 对进一步开展电化学技术制备薄膜研究的建议

参考文献

作者在攻读博士学位期间参加的研究项目

作者在攻读博士学位期间发表的论文目录

致谢

声明

发布时间: 2005-10-08

参考文献

[1].溶胶—凝胶法制备铜锌锡硫族薄膜及其光学性能研究[D]. 郭新华.哈尔滨工业大学2018
[2].二硫化钼薄膜及其光电器件的制备和性质研究[D]. 单俊杰.长春理工大学2018
[3].铜锡硫薄膜材料与光伏器件的研究[D]. 董宇晨.华东师范大学2017
[4].MoSex和WS2薄膜的制备及其性能研究[D]. 李宁.西北工业大学2016
[5].各向异性Nd-Ce-Fe-B多层永磁相薄膜的磁性和结构[D]. 孙亚超.钢铁研究总院2018
[6].铜铬共掺杂类金刚石碳基薄膜的制备、结构与物性研究[D]. 孙丽丽.中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)2017
[7].Cr-Si-C-N薄膜结构及其在水环境中摩擦与腐蚀特性研究[D]. 吴志威.南京航空航天大学2016
[8].纳米晶薄膜芯材及其应用基础研究[D]. 蒋向东.电子科技大学2005
[9].掺杂钛酸锶钡薄膜的制备与电性能的研究[D]. 付兴华.武汉理工大学2005
[10].WO3薄膜及器件的电致变色性能研究[D]. 李竹影.华中科技大学2005

钼酸盐系列薄膜的电化学制备及特性研究

猜你喜欢