| 硅基板上Fe掺杂TiO2氧敏薄膜的制备、结构与性能研究 |
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| 引用本文： | 张爱芳,杜丕一,胡岳华,翁文剑,韩高荣,. 硅基板上Fe掺杂TiO2氧敏薄膜的制备、结构与性能研究[J]. 无机材料学报, 2005, 20(6): 1467-1474 |
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| 作者姓名： | 张爱芳 杜丕一 胡岳华 翁文剑 韩高荣 |
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| 作者单位： | 张爱芳（浙江大学硅材料国家重点实验室,杭州,310027;中南大学无机材料系,长沙,410083）;杜丕一（浙江大学硅材料国家重点实验室,杭州,310027）;胡岳华（中南大学无机材料系,长沙,410083）;翁文剑（浙江大学硅材料国家重点实验室,杭州,310027）;韩高荣（浙江大学硅材料国家重点实验室,杭州,310027） |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(50372057,50332030);国家重大基础研究计划(973)项目(2002CB613302) |
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| 摘 要： | 采用溶胶-凝胶法,以Ti(OC4H9)4为前驱体,用提拉法在硅基板上制备了掺Fe的TiO2氧敏薄膜,对薄膜物相结构进行了X射线衍射(XRD)测定,利用扫描电镜(SEM)对薄膜微结构进行了观察.结果表明在硅基板上生长的TiO2薄膜中锐钛矿相为均匀小晶粒分布结构,金红石相以大尺度团聚结构形貌出现.Fe离子的掺杂对硅基板上制备的TiO2薄膜中金红石相的形成有很大的影响.Fe的掺入降低了金红石相的形成温度约100℃,Fe掺量在6mol%时,形成金红石相的量达到最大,即析晶能力最强.薄膜中形成晶相的晶格常数在＜6mol%的低Fe范围内,随较小的Fe离子取代较大的Ti离子,锐钛矿相和金红石相的晶格常数都随之减小;在＞6mol%的高Fe掺量范围内,随Fe掺量的增加,体系缺陷过量增加,晶格结构畸变严重,伴随着畸变能的释放,金红石相的晶格常数c轴逐渐增长,a轴略有下降(或基本不变).TiO2氧敏薄膜的氧敏性能受金红石相含量和氧空位浓度控制.当Fe离子掺杂浓度为6mol%时,金红石相及相应氧空位达到最大值,TiO2氧敏薄膜的氧敏性能也达到最大值,比刚形成金红石相的薄膜的氧敏性能增加近19倍.
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| 关 键 词： | 溶胶-凝胶 Fe离子掺杂 TiO2氧敏薄膜 硅基板 |
| 文章编号： | 1000-324X(2005)06-1467-08 |
| 收稿时间： | 2004-11-08 |
| 修稿时间： | 2004-11-08 |
Influence of Fe~3+ Doped on Phase Formation and the Oxygen Sensitivity of TiO2 Oxygen Sensitive Thin Films Prepared on Silicon Substrate by Sol-Gel Method |
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| ZHANG Ai-Fang. Influence of Fe~3+ Doped on Phase Formation and the Oxygen Sensitivity of TiO2 Oxygen Sensitive Thin Films Prepared on Silicon Substrate by Sol-Gel Method[J]. Journal of Inorganic Materials, 2005, 20(6): 1467-1474 |
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| Authors: | ZHANG Ai-Fang |
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| Affiliation: | 1. State Key Lab of Silicon Materials; Zhejiang university; Hangzhou 310027, China; 2. Department of Inorganic Materials; Central South University; Changsha 410083, China |
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| Keywords: | sol-gel TiO2 oxygen sensitive thin film Fe doping silicon substrate |
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