不同衬底三氧化钨薄膜X射线衍射（XRD）分析

 三氧化钨（WO3）薄膜的结晶行为易受到制备方法、镀膜衬底及前驱体中的添加剂等因素影响。为了研究不同衬底对WO3薄膜晶体结构的影响，本实验除了采用FTO导电玻璃、石英玻璃和石墨3种衬底进行镀膜之外，还对前驱体溶胶进行干燥，并对在450℃煅烧3h得到的WO3粉体也进行XRD测试，并对其进行XRD分析。

如图所示为WO3 粉体和不同衬底WO3薄膜的XRD谱。 由图可以看出，以石英玻璃和石墨片为衬底制得的薄膜，除了衬底的特征峰外，可以观察到在2θ为23.07°、23.61°和24.32°的位置具有WO3的衍射峰，对应单斜晶型WO3 (JCPDS Card 83—0951)的(002)、 (020)和(200)晶面。值得注意的是，该薄膜具有很明显的(002)、(020)和(200)晶面择优生长取向，这可能是与镀膜衬底有关，SANTATO等的研究也有相类似的发现。

另外，由图中的(b)可以看出，FTO 导电玻璃衬底WO3薄膜的XRD谱与立方晶型 (JCPDS Card 41—0905)的标准卡相对应，根据 XRD结果计算得到晶面间距为0.368 6 nm，略小于立方晶型(JCPDS Card 41—0905)标准晶面间距(a =0.3714nm)。这是由于立方晶型的WO3是一种亚稳态相，并不稳定，易发生晶格扭曲。此外，前驱物直接煅烧得到的WO3粉体除了在2θ为23.07°、23.61°和24.32°的位置具有衍射峰外，在2θ为14°附近有一个六方相WO3的特征峰，说明相同的热处理温度和时间条件下获得的WO3 粉体同时含有单斜晶型(JCPDS Card 83—0951)和六方晶型(JCPDS Card 33—1387)。这充分表明了WO3晶体结构随制备条件变化的复杂性。