氧化鎢金屬摻雜

金屬摻雜是指多種物質混雜在一起。在化工、材料等領域中,摻雜通常是指為了改善某種材料或物質的性能,有目的在這種材料或基質中,摻入少量其他元素或化合物。摻雜可以使材料、基質產生特定的電學、磁學和光學等性能,從而使其具有特定的價值或用途。

摻雜是氧化鎢調控帶隙的一個重要手段。摻雜的目的是使氧化鎢吸收邊紅移,縮小帶隙,或形成帶內態,從而擴大光吸收範圍。大量報導顯示,稀土金屬、貴金屬、過渡金屬、貧金屬等均可用於氧化鎢摻雜。摻雜到氧化鎢的金屬離子充當一個電子陷阱來抑制光生電子和空穴的複合,進而提高光生自由基的氧化還原電勢,擴寬光吸收範圍,提高量子效率。

氧化鎢圖片

但是金屬摻雜氧化鎢同樣有一些缺點存在,例如熱學不穩定性和離子注入設備昂貴。此外,金屬摻雜也是造成光催化反應中表面位元點部分堵塞的主因。對於一些 p 型金屬離子如鋁、鉻等摻雜入氧化鎢,也是可以作為電子陷阱捕獲光生電子。但是一旦它們變為帶負電荷,那麼帶正電的空穴也會被吸引,從而與光生電子複合,降低了量子效率。一些 n 型金屬離子一旦帶正電荷也會發生同樣的情況。

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