三氧化鎢薄膜

三氧化鎢薄膜圖片

薄膜材料具有多種特性,如光學性質、電學性質、磁學性質、化學性質、力學性質、熱學性質等,而在許多領域得到應用,例如用作電學薄膜、光學薄膜、硬質膜、耐蝕膜、潤滑膜、裝飾膜、包裝膜等。在眾多的薄膜材料中,三氧化鎢薄膜具有多種特性如電致變色、氣致變色、光致變色、熱致變色多種性能,還具有良好的電化學性能等,因而得到了廣泛應用,如靈巧變色窗、氣體感測器、PH 計等。在六十年代就有研究人三氧化鎢薄膜材料,尤其是對其電致變色、光致變色、電化學等性能的研究比較多,也取得了顯著的成果。

越來越多的科學工作者開始關注三氧化鎢薄膜的氣敏性能。對於氫敏性能而言,三氧化鎢薄膜具有巨大潛力,因為當摻雜三氧化鎢薄膜與氫氣接觸時最直觀的變化就是薄膜由無色變為藍色,科學工作者們對於這種直觀變化的定量測定正在研究當中。同時三氧化鎢薄膜是一種具有廣泛應用潛力的氣敏材料,三氧化鎢薄膜不僅能作為氫敏材料,摻雜不同元素後在不同的條件下還可用作其它氣體的敏感材料,如 NH3、NO2、H2S、O3、O2等。例如摻雜Au可以改善三氧化鎢薄膜對硫化氫氣體的氣敏性;摻雜鈀或鉑可以改善三氧化鎢薄膜對氫氣的氣敏性;摻雜銀可以改善三氧化鎢薄膜對二氧化硫的氣敏性;摻雜金和三氧化鉬可以改善三氧化鎢薄膜對氨氣的氣敏性等。

到目前為止已經有很多科學工作者進行了三氧化鎢薄膜的研究,製備三氧化鎢薄膜的方法有:蒸發法、濺射法、溶膠凝膠法、電子束蒸發法、化學蒸氣沉積法、陽極氧化法、噴霧熱解、分子束外延法、原子層外延生長法、電沉積、脈衝准分子鐳射沉積法、離子鍍法等,其中大部分方法技術複雜、工藝條件苛刻,應用受到限制。而濺射法和蒸發法等具有穩定、方便、快速、薄膜均勻等優點,溶膠凝膠法工藝簡單、成本較低、低溫合成、高度化學均勻性 (包括摻雜物質在薄膜中有較好的均勻分佈)、材料形狀多樣性等優點,所以目前使用較多的是蒸發法、磁控濺射法、溶膠凝膠法。