Cu-SiO2復(fù)合薄膜的電化學(xué)過程
摘要：目前有關(guān)凝膠薄膜電化學(xué)形成機(jī)理的研究較少。以醋酸銅、正硅酸乙酯和檸檬酸鈉在室溫下配制了nCu2+∶nCit3-為1∶2,pH值為5.2,nCu2+∶nSi分別為3∶7,2∶8和1∶9的澄清透明的復(fù)合溶膠(Sol 1,Sol 2,Sol 3);以這3種復(fù)合溶膠為電解液,采用恒電位沉積法在氧化銦錫(ITO)電極上制備了Cu-SiO2凝膠薄膜,并用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM/EDS)對薄膜進(jìn)行表征;采用循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗技術(shù)(EIS)和計(jì)時(shí)安培法(CA)研究了復(fù)合薄膜的沉積機(jī)理。結(jié)果表明:在沉積電位范圍內(nèi)得到Cu-SiO2薄膜;在低電位下,Cu在Sol 1和Sol 2中的沉積過程為電化學(xué)控制,隨著電位負(fù)移,電化學(xué)控制和Cu(Ⅱ)擴(kuò)散控制同時(shí)存在,且Cu(Ⅱ)擴(kuò)散控制起主要作用。反應(yīng)電阻隨著電位負(fù)移先減小再增大,反應(yīng)電阻增大可能與ITO電極表面凝膠膜的形成有關(guān)。Sol 3中,研究電位下同時(shí)存在電化學(xué)控制和Cu(Ⅱ)擴(kuò)散控制,且隨著電位負(fù)移,Cu(Ⅱ)擴(kuò)散控制也占主要作用。反應(yīng)電阻隨著沉積電位負(fù)移一直增大;研究電位下,Cu在溶膠中的電結(jié)晶過程遵循三維瞬時(shí)成核(3DI)生長機(jī)理。
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