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钛箔上生长α-Fe2O3纳米氧化膜及其光电性质研究

史占花;王蓉;蔡芳共;杨峰;贾永芳;黎颖;程翠华;赵勇

【摘要】利用电镀法在钛箔上沉积一层铁镀层,通过热氧化法将铁镀层氧化.利用X

射线衍射谱(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、背散射电子像(BEI)和X射线

能量散射谱(EDX)对氧化产物的晶体结构、形貌和组成进行了表征,利用表面光电压

谱(SPS)和相位谱(PS)研究了氧化产物的表面光电性质,同时测定了氧化产物的Ⅰ-Ⅴ

特性.结果表明,铁镀层的表面被热氧化后生成了含α-Fe2O3纳米带和纳米片的纳

米氧化膜,α-Fe2O3纳米氧化膜在300～600nm之间出现了一个与带-带跃迁相关

的光伏响应,相位谱显示纳米膜呈n型半导体的导电特征.Ⅰ-Ⅴ测试表明在AM

1.5G100mW·cm-2标准光强作用下,0.23V(vs.Ag/AgCl)的偏压下能产生的电流

密度为0.58mA·cm-2.%Alayerofirondepositwasdepositedontitanium

foilthroughelectroplatingmethod,andthenthermaloxidationofthis

depositwascarriedout.Thecrystallinephase,morphologyand

compositionofobtainedthermaloxidationproductswerecharacterizedby

X-raydiffraction(XRD),fieldemissionscanningelectronmicroscopy

(FESEM),back-scatteredelectronimaging(BEI)andenergy-dispersiveX-

ray(EDX)spectroscopy,surfacephotovoltageandphotoelectrochemical

propertiesofthesethermaloxidationproductswerestudiedbysurface

photovoltagespectrum(SPS),phasespectrum(PS)andI-Vcurvetest.The

resultsshowthatα-Fe2O3nanostructurefilmwasobtainedafterthermal

oxidationofirondeposit.Theα-Fe2O3nanostructurefilmwascomposed

ofnanobeltsandnanoplates.Asurfacephotovoltageresponserelatedto

band-bandtransferin300～600nmwasfoundinα-Fe2O3nanostructure

film.Accordingtophasespectrum,α-Fe203nanostructurefilmexhibitsn-

typesemiconductorelectronicconductivity.TheI-Vcurveofα-Fe2O3

nanostructurefilmshowedthat0.58mA-cm2ofshortcircuitcurrent

density(J^)wasachievedat0.23Vvs.Ag/AgClunder100mW·cm-2

simulatedAM1.5sunlight.

【期刊名称】《无机化学学报》

【年(卷),期】2012(028)007

【总页数】5页(P1338-1342)

【关键词】α-Fe2O3纳米氧化膜;α-Fe2O3纳米带;α-Fe2O3纳米片;表面光电压

谱

【作者】史占花;王蓉;蔡芳共;杨峰;贾永芳;黎颖;程翠华;赵勇

【作者单位】西南交通大学超导与新能源研究开发中心,材料先进技术教育部重点

实验室,成都610031;西南交通大学超导与新能源研究开发中心,材料先进技术教育

部重点实验室,成都610031;西南交通大学超导与新能源研究开发中心,材料先进技

术教育部重点实验室,成都610031;西南交通大学超导与新能源研究开发中心,材料

先进