V2O5薄膜的溶胶—凝胶法制备及其特性研究

论文摘要

V2O5由于其独特的结构及其在电学光学物理化学等方面具有奇异的性质，拥有十分广阔的应用前景，因而成为近年来国内外相关领域研究的热点之一。因此，研究V2O5薄膜材料的制备、结构和性能及其在各个领域中的应用具有重要意义。本论文围绕V2O5薄膜的制备工艺、微观结构和光学性能开展了一系列研究工作，主要研究内容和结果有：1．采用溶胶—凝胶技术结合旋涂法，在硅基片和玻璃基片上制备V2O5薄膜材料通过硅基片表面亲水处理，解决了五氧化二钒薄膜与硅基片结合的问题。2．我们探讨了基片和热处理气氛对V2O5薄膜微观结构的影响。发现硅基片上的薄膜具有更好的结晶和择优取向；在空气和氧气热处理气氛下都能得到表面平整择优取向的多晶薄膜我们系统研究了热处理温度对V2O5薄膜的影响。未热处理的薄膜样品表面无裂痕致密性好。随着热处理温度的升高，V2O5薄膜的结晶程度逐渐增强，晶粒尺寸逐渐增大。500℃热处理1小时的V2O5薄膜XRD图中出现了非常强的（001）晶面衍射峰，这表明经热处理V2O5薄膜由非晶结构转变为斜方相多晶结构，具有高度的c轴择优取向性FT-IR光谱的测试和分析结果表明，热处理后V2O5薄膜中含有的V4+被氧化为V5+，致使V=O的拉伸振动模向高波数移动，发生了蓝移。拉曼光谱的测试和分析结果也验证了热处理后V2O5薄膜中含有的V4+被氧化为V5+。3．利用紫外可见分光光度计对300～500℃热处理V2O5薄膜的光学性能测试发现，随着热处理温度的升高，V2O5薄膜在近紫外区的透过率明显升高，而在360～850nm波长范围内样品的平均透过率变化很小，光学带隙逐渐变窄，可能是热处理后V2O5薄膜中V4+的含量减少而造成吸收边缘红移。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 2O₅材料的研究背景'>§1.1 V₂O₅材料的研究背景
• 2O₅薄膜的性质'>§1.2 V₂O₅薄膜的性质
• 2O₅薄膜的应用'>§1.3 V₂O₅薄膜的应用
• 2O₅薄膜的研究进展'>§1.4 V₂O₅薄膜的研究进展
• §1.5 本论文选题思路和研究内容
• 参考文献
• 2O₅薄膜的制备与表征'>第二章 V₂O₅薄膜的制备与表征
• 2O₅薄膜的制备工艺简介'>§2.1 V₂O₅薄膜的制备工艺简介
• 2O₅薄膜常用的制备薄膜方法'>§2.1.1 V₂O₅薄膜常用的制备薄膜方法
• §2.1.2 溶胶—凝胶技术简介
• §2.1.3 溶胶的涂膜方法及其涂膜装置
• 2O₅薄膜的制备'>§2.2 V₂O₅薄膜的制备
• 2O₅薄膜的表征方法'>§2.3 V₂O₅薄膜的表征方法
• §2.3.1 X射线衍射
• §2.3.2 扫描电子显微术
• §2.3.3 傅立叶红外谱（FTIR）光谱
• §2.3.4 拉曼（Raman）散射光谱
• §2.3.5 紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱
• 参考文献
• 2O₅薄膜的微结构分析'>第三章 V₂O₅薄膜的微结构分析
• 2O₅薄膜结构的影响'>§3.1 基片对V₂O₅薄膜结构的影响
• 2O₅薄膜的影响'>§3.2 热处理气氛对V₂O₅薄膜的影响
• 2O₅5薄膜的影响'>§3.3 热处理温度对V₂O₅5薄膜的影响
• 2O₅薄膜的傅立叶变换红外光谱（FT-IR）分析'>§3.4 V₂O₅薄膜的傅立叶变换红外光谱（FT-IR）分析
• 2O₅薄膜拉曼光谱（Raman）分析'>§3.5 V₂O₅薄膜拉曼光谱（Raman）分析
• §3.6 本章小结
• 参考文献
• 2O₅薄膜光学性能的研究'>第四章 V₂O₅薄膜光学性能的研究
• 参考文献
• 第五章 结论与展望
• §5.1 本论文主要结论
• §5.2 工作展望
• 致谢