研究目的
研究衬底温度对喷雾热解法制备的NiO薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响。
研究成果
通过喷雾热解法沉积的NiO薄膜呈现多晶立方结构,其性能高度依赖于衬底温度。晶粒尺寸、光学带隙和电导率均随温度升高而增大,证实了其半导体特性。研究结果表明,衬底温度是优化NiO薄膜在光电子和能源器件中应用的关键参数。
研究不足
该研究局限于特定温度范围(350–390°C),并采用简单的喷雾热解装置,可能并非所有参数都经过优化。潜在的优化方向包括探索更广的温度范围、不同的前驱体或先进的沉积技术以提升薄膜性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用喷雾热解技术在350°C至390°C温度范围内于玻璃基底上沉积NiO薄膜。该方法因其操作简便、成本低廉且适用于大面积制备而被选用。
2:样品选择与数据来源:
将硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O,0.1 M,AR级,SD fine,纯度99.5%)溶解于水溶液后喷涂至预热的玻璃基底。基底经丙酮超声清洗并蒸馏水冲洗。
3:1 M,AR级,SD fine,纯度5%)溶解于水溶液后喷涂至预热的玻璃基底?;拙逑床⒄袅笏逑础? 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括自制化学喷雾热解装置、热重-差热分析仪(Shimadzu 50)、X射线衍射仪(Bruker AXS D8 Advance型Cu-Kα辐射源)、场发射扫描电子显微镜(Hitachi SU8000)、紫外-可见分光光度计(Perkin Elmer Lambda 1050 UV-Vis-NIR)及两点法电阻率测试仪。材料包含硝酸镍和玻璃基底。
4:0)、X射线衍射仪(Bruker AXS D8 Advance型Cu-Kα辐射源)、场发射扫描电子显微镜(Hitachi SU8000)、紫外-可见分光光度计(Perkin Elmer Lambda 1050 UV-Vis-NIR)及两点法电阻率测试仪。材料包含硝酸镍和玻璃基底。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将前驱体溶液在设定温度下喷涂至基底。通过TGA/DTA测定分解温度,XRD进行结构分析,FE-SEM观察形貌,UV-Vis测试光学特性,电学测量获取导电性数据。
5:数据分析方法:
采用Scherrer公式计算晶粒尺寸,结合微应变、位错密度、织构系数方程,通过Tauc图确定光学带隙,计算消光系数、折射率、介电常数、光学电导率,并运用Arrhenius方程分析电阻率以获取激活能。
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Thermogravimetric Analyzer
Shimadzu 50
Shimadzu
Used for thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA) to study the decomposition behavior of the precursor.
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X-ray Diffractometer
Bruker AXS D8 Advance
Bruker
Used for structural analysis of NiO thin films with Cu-Kα radiation.
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Field Emission-Scanning Electron Microscope
SU8000
Hitachi
Used to study the surface morphology and chemical composition of NiO thin films.
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UV-Visible Spectrophotometer
Perkin Elmer Lambda 1050 UV-Vis-NIR
Perkin Elmer
Used for optical characterization in the wavelength range of 400-900 nm.
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Two-point Probe Resistivity Unit
Used for electrical resistivity measurements of the NiO thin films.
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