鈦酸鍶的光致發(fā)光和光催化研究及硅納米柱制備探索.pdf

1、本論文主要包括三方面的工作,鈦酸鍶(SrTiO3,以下簡稱STO)的光致發(fā)光,STO的光催化性能,以及硅納米點陣在HF酸電化學腐蝕形成Si納米柱陣列中所起的引導作用。
　　 第一部分通過離子束濺射和HF酸腐蝕的方法對STO晶片的光致發(fā)光進行改性,同時利用兩者結(jié)合提高其發(fā)光強度。我們在真空系統(tǒng)中采用能量為1.5KeV和束流密度為1000μA·cm-2的Ar+離子束對STO晶片進行轟擊,通過改變?yōu)R射時間來調(diào)節(jié)離子束濺射劑量,然后測量

2、不同濺射劑量下STO的室溫光致發(fā)光PL譜。實現(xiàn)結(jié)果表明,隨著濺射劑量的增加,其發(fā)光強度先增加,在達到飽和強度后開始減弱。我們采用HF酸溶液(濃度HF:H2O=5％:95％)對STO進行腐蝕,開始時其PL強度迅速增強,腐蝕時間大約在100s時,PL強度漸趨飽和,其強度大概是STO晶片原始強度的7.2倍。腐蝕30s后STO晶片的表面形貌(由原子力顯微鏡AFM測得)結(jié)果顯示HF腐蝕在表面形成了幾十到幾百納米孔狀結(jié)構(gòu)。最后我們用Ar+離子濺射和

3、HF腐蝕相結(jié)合的辦法提高其PL強度。首先把晶片濺射15分鐘,然后在HF溶液中浸泡3min,最終PL強度增強為原始樣品的17.5倍。
　　 第二部分工作是利用離子束濺射和HF腐蝕的辦法提高STO在紫外和紫外-可見光下的光催化能力。我們?nèi)匀徊捎媚芰繛?.5KeY和束流密度為1000μA·cm-2的Ar+離子束對STO晶片進行轟擊,通過改變?yōu)R射時間來調(diào)節(jié)離子束濺射劑量,我們分別采用紫外燈和紫外燈加可見光源作為光催化光源,研究STO的光

4、催化降解亞甲基藍的能力。實驗結(jié)果表明,隨著濺射劑量的增加,其紫外光催化能力先增強后減弱,濺射～7分鐘時,其光催化能力最強。我們還發(fā)現(xiàn)經(jīng)過離子束濺射7分鐘的STO晶片在紫外一可見光下的催化能力明顯高于紫外光催化能力,而單獨可見光輻照并不產(chǎn)生光催化效果。我們采用HF酸溶液(濃度HF:H2O=5％:95％)對STO進行腐蝕發(fā)現(xiàn)也可有效增強其催化能力,腐蝕時間大約在100s時,催化能力不再增強。最后,我們用Ar+離子束濺射結(jié)合HF酸腐蝕方法進一