三氧化鎢薄膜氫敏性研究

三氧化鎢(WO3)薄膜是一種重要的功能材料，因具有良好的電致變色、氣致變色、光致變色、電化學性能而得到廣泛的研究和應用。由于純三氧化鎢薄膜在常溫下對氫氣不敏感，需要采用摻雜鈀或鉑來改善三氧化鎢薄膜材料的氫敏性能。采用溶膠-凝膠法與磁控濺射法相結合來制備三氧化鎢的摻雜薄膜，此種方法將綜合溶膠-凝膠法與直流磁控濺射法的優點，其薄膜疏松多微孔，充分快速響應了鉑或鈀催化劑離化的氫，具有良好的氫敏性能，是制備氫氣傳感器薄膜的非常好的方法。

首先用溶膠-凝膠法制備三氧化鎢薄膜；然后用磁控濺射法對制備好的薄膜上濺射一層鈀或鉑的催化劑；最后分別用X衍射儀、隧道-原子力顯微鏡、傅立葉變換紅外光譜儀、雙光束紫外可見分光光度計等表征了用溶膠凝膠法制備的純三氧化鎢薄膜和經磁控濺射摻雜后的薄膜。X衍射結果表明：摻鉑的三氧化鎢溶膠凝膠薄膜的晶化溫度比三氧化鎢溶膠凝膠薄膜的晶化溫度有所提高；隧道顯微鏡測試結果表明：非晶態時，磁控濺射摻鉑薄膜樣品表面和溶膠凝膠樣品表面都有明顯的平行線狀結構，長程無序，分子趨于四面體結構，只是前者比后者表面較平整；晶態時，磁控摻鉑樣品在自然生長面上原子呈平面分布，長程有序，溶膠摻鉑樣品則呈WO6面心結構。用雙光束紫外可見分光光度計測透光率表明溶膠凝膠制作的薄膜可見光易通過其原因是薄膜組織疏松，存在孔洞、水分子，而摻鉑的樣品的透光率較低，這就是磁控濺射的膜組織比較致密，晶粒較完善的原因。傅立葉變換紅外光譜儀測試結果表明：摻鈀三氧化鎢薄膜的特征振動在400～1000nm波段內隨退火溫度的提高越明顯。

研究結果能為三氧化鎢薄膜氫敏性的研究奠定一定的基礎。