化學(xué)浴沉積制備鎢酸鈣薄膜及其動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本文旨在探求應(yīng)用低能耗、環(huán)境友好的化學(xué)浴沉積法，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)路線，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)，制備出高質(zhì)量的鎢酸鈣薄膜，研究其發(fā)光特性，進(jìn)一步開拓應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)還對化學(xué)浴沉積法制備多元氧化物薄膜的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)過程進(jìn)行初步研究，探索反應(yīng)機(jī)制。主要研究進(jìn)展可分為以下三部分： 1．設(shè)計(jì)反應(yīng)路線，運(yùn)用傳統(tǒng)化學(xué)浴沉積成功制備出CaWO<,4>薄膜。研究反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、溶液pH值等反應(yīng)參數(shù)對制備過程的影響。通過調(diào)節(jié)這些反應(yīng)參數(shù)有效控制了制備過程，

2、最終制備出結(jié)晶良好、表面致密平整、納米尺度且熒光特性良好的CaWO<,4>薄膜。根據(jù)前人對化學(xué)浴沉積法制備薄膜的反應(yīng)機(jī)理研究，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上嘗試提出本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)機(jī)理，并找到三個(gè)對制備過程影響顯著的反應(yīng)參數(shù)。 2．為提高化學(xué)浴沉積制備薄膜的效率，引入微波輔助化學(xué)浴沉積制備CaWO<,4>薄膜。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)中引入微波可將制備時(shí)間從10小時(shí)縮短至30分鐘，且得到的薄膜結(jié)晶度明顯提高，具有良好的熒光特性。同樣研究了反應(yīng)參數(shù)對反應(yīng)的影響。

3、此外，為研究不同襯底對制備過程的影響，分別采用普通玻璃和ITO導(dǎo)電玻璃制備CaWO<,4>薄膜，通過SEM圖片分析得到rTO玻璃表面的氧化錫銦涂層不利于薄膜的形成。 3．為深入探究化學(xué)浴沉積制備多元薄膜反應(yīng)本質(zhì)，以CaWO<,4>為例研究了薄膜生長過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程。熱力學(xué)方面研究了薄膜的形成驅(qū)動(dòng)力和形核功，得出調(diào)節(jié)晶核與襯底接觸角有利于晶核在襯底上形成。動(dòng)力學(xué)方面，計(jì)算了化學(xué)浴沉積制備CaWO<,4>薄膜的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程