微波辐射加热下的金属氧化物化学浴沉积开题报告
2021-12-26 16:08:17
全文总字数:2295字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
从我们前面对各种液相化学沉积中发现,所涉及的沉积过程控制的一个核心在于液相内温度对化学反应的影响。通过水热法和溶剂热法更快得到金属氧化物的反应生成和随后的沉积,在封闭容器内高蒸汽压下液体可达到更高温度的同时,液体本身结构的不同,在沉积时反应物在液体中分散的均匀性,液体中沉积趋向的各种形态的界面。例如:微乳液法中不同液体微截面,模板合成方法中的液体与固体模板的截面都对金属氧化物的均匀沉积和速度产生了巨大的影响。就这一点而言,微波辐射加热和上面所叙述的所有方面都会产生与传统加热方式的巨大不同,因而具有重要的研究价值。
与传统加热不同,微波辐射提供了在前驱体溶液加热的一种不同加热途径。虽然并不确定在这个过程中微波与反应物在细节上是如何相互作用,但我们知道,在微波中的交变电磁场作用下,溶液里水分子等物质的电偶极子之间将会发生摩擦和碰撞,引发的介电消耗生热将会使溶液的温度快速升高。这是一种具有许多优势的加热方法。其独特特性是其它加热所不及。不同于传统加热,通过热辐射将热由外及里逐渐传到溶液里,在微波作用的过程中,微波是直接与溶液里的吸波材料直接发生作用。因而,溶液的加热是非常均匀的。这样,溶液的温度到处相同。高效快速的加热特点,使其化学浴沉积节省了很多时间,同时,微波电磁场对液体的辐射的影响,也还能在很大程度上避免液体中的团聚的效应,促使沉积更均匀。在衬底表面处与前驱体溶液内部不同的界面不同,其成核生长可优先发生。因而,将微波技术拓展到化学浴沉积,可使材料均匀的沉积在衬底的表面,获得质量更好,质地均匀的薄膜材料。
2. 研究的基本内容
实验中使用的化学原材料均为化学纯,包括有机溶剂乙醇、磷酸铵,氨水,氯化锌,丙酮及蒸馏水等。论文研究用的衬底为常规的载玻片。沉积前依次在乙醇,丙酮和蒸馏水这进行超声清洗。之后取出放入0.5M稀盐酸水溶液中停留30秒,取出在蒸馏水中清洗后,在室温下晒干备用。沉积前驱体溶液是氯化锌,磷酸铵((NH4)3PO4 ),氨水的水溶液。最后前驱体中氯化锌的浓度取0.1M配制。按摩尔比r (ZnCl2∶(NH4)3PO4) = 5∶1 将氯化锌 和磷酸铵((NH4)3PO4 ) 两种水溶液混合均匀。并继续再搅拌1小时,促使溶液中的锌离子与NH4 l络合。再在保持搅拌的同时,在溶液中缓慢滴入氨水,原来清澈的氯化锌 和磷酸铵((NH4)3PO4 ) 水溶液将逐渐浑浊变白,继续滴入氨水直到分散液重新澄清。此时溶液的Ph值为13,待用。而后,将已预处理过的载玻片放入盛有前躯体液的烧杯中,再后放置在家用微波炉(图)中加热。微波炉功率依档次不同控制,使用JSS48S-S续电器加热10-30分钟。反应结束后,取出载玻片进行清洗,再在室温下干燥。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
1.继续探索微波炉高火档位下的薄膜的沉积,以焦磷酸钠为络合剂时,衬底处理程度,反应温度,反应时间对成膜的影响,把焦磷酸钠为络合剂的条件探索成熟;
2.探讨微波辐射对氧化锌成膜的影响;
3.对所得较好的试样进行进一步分析。
4. 参考文献
[1]徐海燕,贾琳,徐思乐,李旭冬,汪浩,严辉; 微波辅助化学浴快速沉积eu:yvo4薄膜[j]北京工业大学材料学院化学学报,2005年;
[2]翟然,王树博,汪浩,严辉; 微波辅助化学浴沉积cds薄膜[j]北京工业大学化学学报,2004年4月;