銅?二氧化硅凝膠薄膜的電化學制備及其光學性能

馮硯艷，王星星，辜敏*

（煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室，重慶大學資源及環境科學學院，重慶 400044）

銅?二氧化硅凝膠薄膜的電化學制備及其光學性能

馮硯艷，王星星，辜敏*

（煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室，重慶大學資源及環境科學學院，重慶 400044）

以CuCl2·2H2O和正硅酸乙酯(TEOS)作為前驅體，配制了透明穩定的Cu2+–SiO2復合溶膠。采用循環伏安法研究了Cu2+在該溶膠中的電化學性質，以恒電位法在氧化銦錫(ITO)導電玻璃表面沉積了凝膠復合薄膜。采用掃描電鏡、能譜、X射線衍射對復合薄膜進行了表征，以紫外?可見光譜測試了薄膜的線性光學性能。結果表明，控制電位在?0.24 ～ 0.2 V和負于?0.24 V (相對于飽和甘汞電極)可分別制備出Cu+–SiO2和Cu–SiO2凝膠薄膜，前者的平均光學帶隙寬度(Eg)為1.94 eV，略高于后者的1.92 eV。由于Cu在溶膠中是連續成核，導致了Cu–SiO2凝膠薄膜中的Cu顆粒大小不均勻(在幾十納米至幾微米之間)，吸收光譜在400 ～ 500 nm出現了Cu帶間遷移的吸收峰。

二氧化硅溶膠；銅；復合薄膜；氧化銦錫；恒電位電沉積；循環伏安法；紫外?可見光譜；光學帶隙

金屬(Au、Ag、Cu等)納米顆粒與電介質基體(如SiO2、TiO2、BaTiO3、Al2O3等)構成的復合材料具有優良的光學性能。SiO2有較大的介電常數和對紅外光有較大的透射率，與金屬構成的金屬?SiO2復合材料已被廣泛研究，以用于集成光學器件。制備銅納米顆粒?介電復合材料常用的方法有離子注入[1]、溶膠?凝膠[2-4]、射頻磁控共濺射沉積[5]等，其中溶膠?凝膠制備的復合薄膜具有純度高、均勻、加工溫度低等優點。研究表明，Cu–SiO2材料具有優良的非線性光學性能[1,4]。……