电沉积制备氧化亚铜薄膜和其性能研究PPT讲座.ppt

Ⅰ、电沉积法制备Cu2O薄膜的形貌控制在外加电源的条件下实现的溶液中的化学沉积方法定义为电化学沉积。电化学沉积过程的影响因素:电解液的组成,电流密度,有机添加剂,沉积化学电位,温度,溶液中表面活性剂、分散剂等。电沉积Cu2O薄膜的基本原理1)酸性条件下:2Cu2++2e-+H2O→Cu2O+2H+Cu2++2e-→Cu2)碱性条件下:Cu2++e-→Cu+2Cu++2OH-→Cu2O+H2OCu2++2e-→Cu实验部分实验前处理与装置(1)基片处理①依次采用蒸馏水、无水乙醇、丙酮超声清洗30min;②用三次蒸馏水冲洗数次;③烘干备用。(2)实验装置本实验采用恒电位法电沉积制备Cu2O薄膜,电解液为醋酸铜和醋酸钠的混合溶液,醋酸调节pH≈。实验中将整个体系放入恒温水浴中进行控制电解液温度,磁力搅拌器控制搅拌。试验装置:三电极体系电化学沉积系统引言:无机纳米材料的尺寸和形貌对于调控其性能有着非常重要的影响。作为一种非常重要的p型半导体材料,氧化亚铜(Cu2O),由于其所具有的独特的光学性能,因此被认为是一种具有巨大的应用潜力的太阳能转换器材料、催化材料和气敏材料。一、(CH3COONa):(Cu(CH3COO)2):(CH3COOH):实验室自制;(XRD)分析仪:Seifert3000P,CuKα,(λ=?)日本SHIMADZU公司XRD-6000分析仪;(SEM):SHIMADZUSSX-550扫描电镜。(CHI-630):上海辰华电化学分析仪。,,利用醋酸调节电解液的pH≈,考察不同工艺因素(如电解液温度,浓度,沉积时间,搅拌等条件)的影响,详细研究了搅拌条件对Cu2O薄膜形貌及结构的影响。所有溶液都是由二次蒸馏水配制,沉积温度由水浴控制,恒电位-,沉积之后,用大量的二次水冲洗薄膜,室温干燥即可。结果与讨论(1):Cu2O薄膜的表面形貌低温时为星形结构,高温时为网状结构。可能原因:①温度升高,沉积速度快,增长速率远高于成核速率;②温度升高,各晶面生长速度相差较大,晶体生长存在一定的方向性,从而出现网络结构。,不同温度下所得Cu2O薄膜均属立方体结构,-2076相一致,°,°°分别对应于氧化亚铜的(111)(200)和(220)晶面。另外,发现反应温度越高,衍射峰越强,且不存在Cu或CuO的衍射峰,这表明没有或很少有Cu或CuO共存在Cu2O薄膜中,说明用这种方法能在较宽的温度范围电沉积制备出高纯度的Cu2O薄膜(2),20℃时,静止条件下,可以得到星形结构的Cu2O晶体搅拌条件下,可以得到树枝状结构的Cu2O晶体,且每个枝形结构的Cu2O颗粒的大小明显大于静止条件下所得产品的大小,这是因为搅拌条件能够使电沉积所得颗粒增大。随着沉积时间的延长,能形成致密的Cu2O薄膜,时间越长,薄膜厚度越大