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| 編輯推薦： |
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本书根据国内外近年来氧化物半导体特别是TiO2和WO3的氧空位调控及其光学、电学和磁学特性的研究进展，结合作者的研究成果撰写而成。本书系统介绍了采用离子注入、水热法和真空退火等技术方法，通过对TiO2和WO3氧空位缺陷的分布、浓度的调控，进而实现对光学、电学和磁学性质的调制，获得更为理想的铁磁性能和表面增强拉曼光谱性能。对进一步掌握稀磁半导体自旋电子学器件和表面增强拉曼光谱半导体基底材料的性能调控技术具有实际意义，可实现两种氧化物半导体的铁磁和表面增强拉曼光谱性能的显著提升，为其它材料改性和新材料设计提供依据。
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| 內容簡介： |
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本书根据国内外近十几年来氧化物半导体TiO2和WO3的氧空位调控及其光学、电学和磁学特性的研究进展，结合作者的研究成果撰写而成，系统地介绍了采用离子注入、水热法和真空退火等技术方法，通过对TiO2和WO3氧空位缺陷的分布、浓度的调控，进而实现对光学、电学和磁学性质的调制，获得更为理想的铁磁性能和表面增强拉曼光谱性能。本书主要内容包括TiO2和WO3的研究现状、掺杂和氧空位缺陷调控技术以及氧空位对TiO2和WO3的表面增强拉曼光谱、电学和铁磁等方面性能的影响研究。本书可供从事半导体材料和器件方面研究的专业人员使用，也可作为大中专院校相关专业师生的参考书。
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| 目錄：
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1.1.1TiO2 和WO3 的晶体结构003
1.1.2半导体材料光电响应机理006
1.1.3TiO2 和WO3 的应用、性能与研究现状009
1.1.4半导体材料光电性能影响因素与改善策略014
1.2TiO2和WO3中的缺陷017
1.2.1氧空位缺陷类型017
1.2.2氧空位对TiO2 和WO3 物理化学性能的影响017
1.3富含氧空位缺陷TiO2和WO3的研究现状024
1.3.1富含氧空位缺陷TiO2 和WO3 的磁学性能024
1.3.2富含氧空位缺陷TiO2 和WO3 的表面增强拉曼性能025
参考文献026
第2章TiO2和WO3薄膜制备方法与实验方法045
2.1薄膜的制备方法047
2.1.1溅射法制备WO3 薄膜047
2.1.2水热法制备TiO2 纳米薄膜052
2.2TiO2和WO3氧空位缺陷的调控方法053
2.2.1氢热处理法053
2.2.2金属和非金属离子掺杂法054
2.2.3反应条件驱动法054
2.2.4高能粒子轰击法055
2.2.5缺氧条件下热处理法056
2.3实验方法057
2.3.1扫描电子显微镜057
2.3.2透射电子显微镜058
2.3.3吸收光谱058
2.3.4拉曼散射谱059
2.3.5X 射线光电子能谱060
2.3.6X 射线衍射谱060
2.3.7电阻率测试061
2.3.8霍尔效应测量系统062
2.3.9综合物性测量系统063
2.3.10基于SERS 效应的分子检测063
2.4性原理计算方法064
参考文献067
第3章离子注入诱导氧空位对WO3薄膜电导率的影响075
3.1概述077
3.2实验过程079
3.3结果与讨论080
3.3.1离子注入模拟080
3.3.2样品微结构081
3.3.3SEM 图082
3.3.4电阻率083
3.3.5XPS 图谱086
参考文献088
第4章Ar 辐照WO3薄膜中氧空位增强的室温铁磁性093
4.1概述095
4.2实验过程096
4.3结果和讨论097
4.3.1离子注入模拟097
4.3.2SEM 图098
4.3.3XRD 图谱099
4.3.4Raman 图谱101
4.3.5AFM 图102
4.3.6PL 图谱103
4.3.7室温磁学性能104
4.3.8XPS 图谱105
4.3.9铁磁性的机制107
参考文献110
第5章W18O49纳米线中缺陷引起的铁磁性117
5.1概述119
5.2实验过程121
5.3结果和讨论122
5.3.1XRD 图谱122
5.3.2SEM 和TEM 图谱124
5.3.3XPS 图谱125
5.3.4室温磁学特性127
5.3.5EPR 图谱128
参考文献130
第6章富含氧空位的W18O49纳米结构的光催化抗菌性能137
6.1概述139
6.2实验过程140
6.3结果和讨论141
6.3.1XRD 图谱141
6.3.2SEM 和TEM 图像142
6.3.3XPS 图谱143
6.3.4EPR 图谱145
6.3.5抗菌特性146
6.3.6抗菌机制146
参考文献148
第7章热处理制备具有高SERS 灵敏度的稳定非化学
计量WO3-x 薄膜153
7.1概述155
7.2实验过程156
7.3结果和讨论157
7.3.1XRD、Raman 和PL 图谱157
7.3.2XPS 图谱160
7.3.3EPR 图谱164
7.3.4SERS 性能和机制165
7.3.5氧空位形成能计算168
参考文献171
第8章真空退火增强TiO2纳米棒薄膜的SERS 灵敏度177
8.1概述179
8.2实验过程180
8.3结果和讨论182
8.3.1SERS 性能182
8.3.2SEM 图像184
8.3.3XRD、Raman、PL 和紫外可见吸收图谱186
8.3.4XPS 图谱189
8.3.5SERS 增强机制191
参考文献193
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| 內容試閱：
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随着社会不断向前发展，环境污染和能源短缺问题日益凸显，严重影响了人们的生活和制约着社会的可持续发展。金属氧化物半导体材料具有许多独特的光学、电学和磁学性质，在环境监测与治理、清洁能源开发及信息存储等方面具有重要的应用价值。
对金属氧化物半导体的研究主要包括以下三个方面。其一，对污染排放物的检测分析技术，其开发对于治理和预防污染至关重要。表面增强拉曼散射光谱技术可以对食品添加剂、农药、化工排放物等进行快速而灵敏的检测分析。具有表面增强拉曼散射效应的半导体材料凭借廉价、稳定、生物兼容性好等优势，有望替代商用贵金属，具有巨大的应用潜力。然而，目前它们的检测灵敏度相比贵金属仍然较差。其二，太阳能转化利用，开发清洁可再生能源是解决能源与环境问题的根本途径。太阳能具有分布广泛、方便获取、对环境无污染、取之不尽用之不竭等优点，对它的研究引起了学术界和工业界的广泛重视。利用太阳能驱动半导体催化剂分解水制备氢气是太阳能获取与转化的有效手段之一。然而，当前所用到的半导体材料的能源转化效率仍然较低，这是由于光电转化效率较低导致的。其三，稀磁半导体的发现为新型信息储存器件的发展带来了希望。自有研究者发现掺杂Co的TiO2具有室温铁磁性后，又有研究者发现未掺杂的纯TiO2依然具有室温铁磁性。虽然众多研究者对稀磁半导体材料中室温铁磁性的本征性和非本征性理解各不相同，但稀磁半导体材料的本征室温铁磁性更助于探究室温下的本征铁磁性起源。
作为以上应用的重要候选材料，氧化物半导体TiO2和WO3已得到了各国研究者的广泛关注。然而，TiO2和WO3的光学、电学和磁学性质与其内部的缺陷成分密切相关，尤其是氧空位缺陷。因此，针对TiO2和WO3，开展基于氧空位缺陷调控研究来改善其光学、电学和磁学性质具有重要意义。
本书系统介绍了采用离子注入、水热法和真空退火等技术方法，通过对TiO2和WO3氧空位缺陷的分布、浓度的调控，进而实现对光学、电学和磁学性质的调制，获得更为理想的铁磁性能和表面增强拉曼光谱性能。该研究成果对进一步掌握稀磁半导体自旋电子学器件和表面增强拉曼光谱半导体基底材料的性能调控技术具有实际意义，可实现两种氧化物半导体的铁磁和表面增强拉曼光谱性能的显著提升，为其他材料改性和新材料设计提供依据。
本书由河南科技大学郑旭东著。本书的出版得到国家自然科学基金青年基金项目（项目批准号：11805051）的资助，在此表示感谢！
由于作者水平所限，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
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