调控白钨矿膜成膜速度制取钨酸盐多晶膜

白钨矿结构的钨酸盐是一类重要的光电功能材料，在激光、 显示、探测等领域具有重要的应用。

电化学制备白钨矿结构的钨酸盐多晶膜可分为电解型和原电池型两条路线。相对于电解型电化学技术而言，原电池型路线是一种新兴的电化学成膜技术，具有零能耗、反应设备简单、沉积膜质量较好等优点。但目前采用的原电池型路线制备钨酸盐、钼酸盐多晶膜存在一个严重的不足：反应速度太慢且不可控制， 耗时往往在几十至上百小时。这严重限制了该技术在薄膜制备领域的进一步推广。

针对现有技术存在的问题，有学者提供一种调控白钨矿膜成膜速度的方法，该方法提出了设计阴极反应法，通过改变阴极上发生的电化学反应实现反应速度的控制，继承了原电池路线合成白钨矿结构的钨酸盐多晶膜具有不加热、无电能消耗、无须退火处理可直接获得结晶良好的多晶膜等优点，其内容如下：

经过金相砂纸粗磨、去油去污等前处理的钨片 (25*15*0.1mm3)浸在Ca2+离子浓度为0.2mol/l的碱性溶液(pH值为12.2 左右)，以C块为阴极，浸在0.1mol/l的kMnO4溶液中，盐桥为饱和的氯化钾/琼脂，定值电阻为82.3欧姆，则阳极的表面电流密度(0‑200秒 间的平均值)可达到21‑26A/m2。

采用带盐桥的原电池系统，以钨片或钼片作为阳极， Ag/AgCl作为参比电极，浸在含Ba2+，Sr2+，Ca2+ 等离子的碱性溶液中；阴极为C块或Pt片、或为被所述氧化剂处理、修饰过的导电电极，其浸在含MnO^4‑、Fe³⁺、Cu²⁺、Au₊、Ag₊、 CrO^4‑、Co³⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Eu³⁺、Sm³⁺、Tb⁴⁺、Pr⁴⁺、Ce4+。等氧化性离子的溶液中，电解液及 电极间分别用盐桥、定值电阻联接。阳极上发生钨或钼的自发腐蚀，由于阴极上相应的MnO4‑/MnO2，Fe3+/Fe2+等电对的还原电位远高于H2O/H2，因此，在阴极侧电解液中添加了氧化剂时，原电池的路端电压增大，回路中的电流也相应增大，阳极的溶解被加快，从而能加快AMO₄(A＝Ca，Ba， Sr；M＝W，Mo)膜层的沉积速度。

本方法在室温下进行，无须热处理，避免了在热处理晶化过程中产生缺陷的问题，能快速合成出发光性能良好的钨酸盐多晶膜。

• < 前へ
• 次へ >