熱蒸鍍法合成非摻雜及鉀摻雜立方三氧化鎢奈米線與其特性研究

Translated title of the thesis: Studies on the Synthesis and Properties of Undoped and Potassium-Doped Cubic Tungsten Trioxide Nanowires from Thermal Evaporation
  • 宋 柏衡

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本論文首先利用純WO3粉當作前驅物,在相對高壓的環境下即能以改良的熱蒸鍍法,在薄片鎢基板上均勻且大量的合成稀有的立方三氧化鎢奈米線,並透過不同的架構配置及調整實驗參數來觀察其生長情況,例如試片及前驅物藥品位置、溫度、反應時間、氣流壓力等,後續再利用各種儀器對樣品進行分析,使用SEM觀察奈米線的外觀形貌,以XRD、EDX、XPS確認其晶相結構和組成成分比例,最後以TEM確認其晶格間距及缺陷的存在等基本性質。後續再針對形貌優良的立方三氧化鎢奈米線進行K的摻雜,透過此高溫擴散的摻雜製程除了可以改善奈米線的晶體結構、減少缺陷之外,對於奈米線PL發光及場發射性質也有明顯幫助。未摻雜及K摻雜之立方氧化鎢奈米線在PL的量測中均得到了相較於其他相更短的發光波段,分別位在360nm與410nm,而在場發射量測方面,未摻雜之奈米線起始電壓為13(V/um)而增強因子為1268,K摻雜之奈米線起始電壓大幅降低至5 5(V/um)而增強因子提升至1825,與多篇文獻相較具有更優異的場發特性,除了與奈米線的形貌、數量密度有關之外,也顯示K的摻雜對此一性質的提升也具有重大的貢獻。另外由於立方三氧化鎢奈米線較少被合成,故本實驗中也對其以及單斜的兩種相奈米線進行鐵電性質的觀測,透過量測電滯曲線來了解是否具有鐵電材料的特性,最後則是觀察不同溫度下合成之奈米線的光催化特性,透過觀測染料被降解的程度來探討與試片形貌及結構等關聯。本研究提供了經濟、簡單、可靠的立方三氧化鎢奈米線合成方法,並能夠透過改變實驗參數有效的控制其形貌,後續對其進行多種性質的量測,證明此材料具有相當多元應用的潛力。
Date of Award2016 Aug 29
Original languageChinese
SupervisorKuo-Chang Lu (Supervisor)

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熱蒸鍍法合成非摻雜及鉀摻雜立方三氧化鎢奈米線與其特性研究
柏衡, 宋. (Author). 2016 Aug 29

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