Ti^(4+)掺杂ZnO复合材料的制备及其光学性能研究

摘要

以氧化锌(Zn O)和二氧化钛(Ti O2)为原料,采用固相反应法制备了掺杂不同Ti4+摩尔分数(x)的Zn O复合粉体。Zn O复合材料在经过温度为500℃,时间为3 h的煅烧之后,通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱仪、红外光谱仪(IR)和扫描电镜(SEM)对复合材料的结构和光学性能进行了表征。研究结果表明,所有的Zn O复合材料都保持了Zn O的纤锌矿晶体结构,而过量Ti的掺杂则会降低Zn O的结晶度。另外,Zn O复合材料的光学性能因为Ti的掺杂有了很大的改变。复合材料在IR图中的Zn-O的特征吸收峰位置与纯Zn O相比出现了明显的蓝移,且吸收峰随着Ti掺杂浓度的增大而逐渐变宽。与此同时,复合材料的UV-Vis吸光度较纯Zn O显著下降,但禁带宽度随着Ti掺杂浓度的增大而明显增大。当Ti掺杂摩尔分数x=20.17%时,Ti O2能很好的融入到Zn O粉体中,且粉体晶粒较小,结晶质量高,界面颗粒接触比较紧密。