金屬氧化物納米薄膜微觀結構調控及電荷傳輸性能研究

《金屬氧化物納米薄膜微觀結構調控及電荷傳輸性能研究》是依託蘇州大學，由封心建擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：金屬氧化物納米薄膜微觀結構調控及電荷傳輸性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：封心建
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

金屬氧化物納米薄膜材料的電荷傳輸性能往往是決定微電子、光電能量轉換和存儲等器件功能的關鍵因素。然而目前人們對電荷在納米薄膜中的傳輸機理認識仍不全面。薄膜的微觀結構對其電荷傳輸性能有著重要影響，本項目以二氧化鈦一維納米薄膜材料為研究模型，通過對薄膜的微觀結構進行調控，系統地研究微結構與電荷傳輸性能之間的構效關係。選擇水熱/溶劑熱方法製備微觀晶粒形貌、大小、晶格取向以及晶粒連線方式（晶粒界面）可控的納米薄膜材料，分析反應過程參數對微觀結構的影響規律，揭示不同納米結構薄膜的生長機理。利用瞬態光伏、光強調製光電流、阻抗等分析技術研究薄膜各種微結構對電荷傳輸性能的影響規律，揭示它們之間的構效關係。本項目將為全面理解電荷在金屬氧化物納米薄膜中的傳輸機制提供理論和實驗依據，將有助於調控和提升基於納米薄膜材料的微電子、光電子、能量轉換和存儲等器件的性能。

結題摘要

金屬無機氧化物半導體材料在光電化學器件的發展中有非常重要的套用。承擔著傳輸自由電荷以及為電化學反應和電荷轉移提供界面等重要功能。因而，電極的微觀結構，比表面積，電荷傳輸性能以及它們之間的構效關係對構築高效光電極就顯得尤為重要。我們設計並可控合成了一系列新穎的具有特定微觀結構的納米電極結構，採用瞬態光電流譜、光強調製光電流譜，以及電化學阻抗分析技術，研究了這些結構的電荷傳輸性能，並研究了其微觀結構，比表面積，電荷傳輸等性能之間的構效關係，最後探索了這些電極結構在套用於光電器件中時，這些構效關係規律對於器件性能的影響。本項目從無機金屬氧化物半導體光電極的電荷傳輸性能入手，對微觀結構和性能之間的構效關係等基礎問題進行探索，設計和合成具有高效光電性能的光電極結構。所製備的一系列新穎的電極結構不僅具有相對較大的比表面積，還具有快速的電荷傳輸性能。這些電極結構材料在未來的高效光電化學器件構築中非常有潛力，也為未來設計高效光電極材料結構提供了研究基礎。項目截止目前共發表SCI論文19篇，其中包括J. Am. Chem. Soc.，Nano Lett.，Chem. Sci.等具有國際影響力的高水平雜誌；申請專利3項，已授權1項；項目實施期間，共有3名研究生畢業。