圖1為未摻雜氧化鎢(a,b,c)與鉭摻雜氧化鎢(e,f,g,其中Ta/W 摩爾比為0.04)的SEM 與 TEM 照片。

圖2為不同摻雜量樣品的XRD圖譜，其中Ta/W摩爾比依次為0，0.005，0.01，0.04，0.08，0.16，0.2(a~g)。結果表明，不同鉭摻雜量所獲的樣品的XRD衍射峰與氧化鎢(JCPDS card No:33-1387)標準譜圖的衍射峰的位置基本一致，屬於六方相氧化鎢，晶胞參數a=7.2980A，c=3.8990A，從圖中可以看出沒有出現其他雜峰，(001)晶面衍射峰較強，為晶體生長的方向。與未摻雜的氧化鎢譜圖相比，鉭摻雜後的氧化鎢隨著摻雜量的增加峰強度降低，(001)晶面衍射峰位置向低角度移動，說明隨著摻雜元素含量的增加，粒子晶化程度有所降低。

 

納米材料在化學組成上的改變將導致其晶胞參數產生相應的變化，這種變化能準確地反映出摻雜離子對產物微結構的影響。因此鉭摻雜氧化鎢的摻雜效應將通過考察晶胞參數的變化趨勢來進行判斷。圖3為擬合得到的Ta_xWO₃樣品晶胞體積與摻雜量的關係。如圖3所示，當Ta/W摩爾比小於0.04時，樣品晶胞體積隨摻雜量的增大而增大，晶胞體積由Ta/W=0時的172.89變化至Ta/W摩爾比0.04時的178.84，當鉭摻雜量繼續增大，晶胞體積不再明顯的變化，以上結果說明，當樣品中Ta/W摩爾比達到0.04時，摻雜離子在晶格內部的替代效應已經達到了飽和，Ta/W摩爾比大於0.04時，摻雜離子主要吸附在樣品的表面。同時在擬合過程中發現晶胞參數a，b，c值隨鉭摻雜量的變化均發生改變，特別晶胞參數犮值變化最為明顯，對晶胞體積的變化起決定性作用，證明了晶粒沿c軸方向(001晶面)生長的趨勢明顯。

 

同時，通過比較摻雜元素的有效半徑可知，Ta⁺⁵進入氧化鎢晶體結構中取代了W的格點位置，其替代的結果引起晶格的膨脹，這點通過(001)晶面層間距的變化可以看到，如圖3和圖4所示隨著鉭摻雜量的變化，晶格層間距的變化趨勢與與晶胞體積的變化趨勢基本一致，進一步證明Ta/W摩爾比為0.04時為鉭摻雜的固溶限值。