纳米ZnO及掺杂La的ZnO/La（OH）_3混合膜的阴极电沉积研究

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纳米ZnO及掺杂La的ZnO/La（OH）_3混合膜的阴极电沉积研究

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毕业论文范文题目：纳米ZnO及掺杂La的ZnO/La（OH）_3混合膜的阴极电沉积研究，论文范文关键词：纳米ZnO及掺杂La的ZnO/La（OH）_3混合膜的阴极电沉积研究
纳米ZnO及掺杂La的ZnO/La（OH）_3混合膜的阴极电沉积研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：ZnO作为一种重要的宽禁带(3.37eV)、高激子束缚能(60meV)的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料。由于具有良好的光、电、磁等性能,已广泛应用于发光元件、太阳能电池、气敏电极、压电传感器和光催化等领域。近年来,稀土离子(例Tb、Er、Eu、Dy、Ce)掺杂的ZnO由于具有独特的发光属性而吸引了众多学者的研究,但目前绝大多数研究集中在ZnO的替位掺杂上,对稀土氢氧化物与ZnO共沉积掺杂的研究尚不多见。本论文采用三电极恒电位电沉积技术,用热力学方法研究了ZnO薄膜电沉积过程中温度对电势-pH、物质分布系数、ZnO/Zn(OH)2溶解度的影响,并在氧化铟锡(indiumtinoxi（此处忽略..）de,ITO)玻璃电极上制备出具有高c轴择优取向的ZnO纳米棒阵列膜和稀土元素La掺杂的ZnO/La(OH)3共沉积膜。实验首先通过0.1mol/LZn(NO3)2体系在不同温度下的电势-pH、组分的分布系数和ZnO/Zn(OH)2的溶解度热力学计算方法得出最佳电沉积实验条件及最终沉积产物。随后用沉积过程的循环伏安曲线、电流密度-时间曲线、薄膜的X射线粉末衍射、扫描电子显微镜和热重-差热实验结果验证了热力学理论分析。光学研究发现,ZnO薄膜在可见光区具有高透光度(80%)和较为陡峭的吸收边缘。最后结合实验提出了硝酸锌水溶液中电沉积ZnO的反应机理。采用控制阴极恒电位电沉积技（此处忽略..）术,在简单的Zn(NO3)2溶液中,利用六亚甲基四胺(Hexamethylenetetramine,HMT)作为形貌控制试剂,直接在ITO导电衬底上制备出透明致密的ZnO纳米棒阵列膜。采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、能量散射谱、紫外-可见透射谱和光致发光谱等技术,对其结晶特性、表面形貌、组成、光学性质等进行了研究。结果表明在HMT的辅助作用下,所制备的具有c轴高度择优取向的ZnO纳米棒为高纯单晶纤锌矿结构,粒径约为300nm,膜表面平整度明显提高。紫外-可见透射谱显示ZnO薄膜在可见光区具有高透射率(80%)和陡峭的吸收边缘,室温光致发光谱中强而尖锐的紫外发射峰（本文此处忽略..）和弱绿光发射峰说明所制备的ZnO纳米棒阵列膜具有良好的结晶度和优良的发光性能。采用阴极恒电位电沉积技术,在含不同浓度La3+离子的0.01MZn(NO3)2、0.1MKNO3溶液中制备出La掺杂的ZnO/La(OH)3共沉积膜。首先,通过La-NO3-H2O体系在25℃和70℃条件下的电势-pH、组分的分布曲线和ZnO/La(OH)3的溶解度热力学方法预测了La3+在NO3-离子溶液中的电化学行为。根据La-NO3-H2O和Zn-NO3-H2O体系的对比得出首先沉积的物质是ZnO,随着溶液中NO3-离子的还原导致电极表面pH升高,而后La(OH)3开始沉积并与ZnO在ITO电极表面形成混合共沉积膜,共沉（本文此处忽略..）积膜中La(OH)3组份的热分解温度经计算大致为662K。上述热力学分析通过在ITO导电电极上共沉积出ZnO/La(OH)3薄膜和对共沉积膜的热重-差热实验得以证实。实验发现随La3+浓度的增加而快速出现两相：分散的花状掺杂La的ZnO和在其底部由La(OH)3及ZnO微晶组成的覆盖层。随La3+浓度的增加,ZnO/La(OH)3共沉积膜的光学透过性因表面平整度的下降而降低。

以上为本篇毕业论文范文纳米ZnO及掺杂La的ZnO/La（OH）_3混合膜的阴极电沉积研究的介绍部分。

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