电化学沉积法制硒化钨

硒化钨(WSe2)作为过渡金属硫属化物的典型代表,其具有类似石墨烯的层状结构,在电学、化学、力学及热学性能上均表现出来了独特并强烈的各向异性,这在超导、电器材料、固体润滑剂等领域有着广阔的应用前景。同时,硒化钨材料作为一种典型的半导体材 料,具有相对其他过渡金属硫属化合物更小的带隙宽度,在光电、催化、电子传感领域的应用更加广泛。

电化学沉积法制硒化钨图片

目前硒化钨薄膜的生产方式有多种,主要包括物理法与化学法。现有方法不管是物理法还是化学法均有限制性因素,传统硒化钨薄膜制备局限于化学气相沉积法与溶剂热合成法中,相对于这两类传统方法,有研究人员采用电化学沉积手段制备硒化钨薄膜,其过程有:

(1)将掺氟二氧化锡导电玻璃(FTO,作为阴极片)用清洁剂清洁3遍,用异丙醇超声 浸泡15min,然后用乙醇超声浸泡15min,再用去离子水冲洗3遍,然后用氮气进行烘干,得到 表面洁净的掺氟二氧化锡导电玻璃;

(2)配置含1mol/L氯化钠、2mmol/L亚硒酸、1mmol/L钨酸钠溶液、0.5mol/L柠檬酸 和0.5mol/L乙二胺四乙酸二钠的混合溶液,用盐酸调节混合溶液的pH为1,然后用氮气鼓泡 对混合溶液进行除氧15min;

(3)以步骤(2)所得混合溶液作为电化学沉积液,以步骤(1)所得洁净的掺氟二氧 化锡导电玻璃作为对电极,以饱和甘汞为参比电极,以铂片作为工作电极,进行电化学沉 积;选取电化学沉积电压为-0.6V,在80℃下进行沉积,沉积持续5min,在掺氟二氧化锡导电 玻璃电极上沉积硒化钨薄膜;

(4)取出沉淀后的薄膜,依次用纯水和乙醇进行冲洗,然后在氮气气氛下60℃下烘 干2h,即得硒化钨薄膜产物。

通过电化学沉积手段,并且在特定的溶液条件下和电化学沉积条件下制备得到了硒化钨薄膜。制备方法限制因素少、反应速度快、薄膜形貌及厚度可控性强,并且大幅度缩减了硒化钨薄膜的生产成本,并实现了薄膜形貌及厚度的可控。

 

 

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