• 沒有找到結果。

Fig4.1,而在 27℃、50℃、100℃、120℃、150℃、200℃的 Vonset分 別約為 0.7V、0.6V、0.5V、0.4V、0.3V、0.2V,其 Vz分別約為-7V、

-6V、-5V、-4V、-2V、0V,因為當溫度升高時,電子與離子的傳輸 速度會變快,所以 Vonset會隨溫度上升越來越小,而Vz會隨溫度上升 越來越大;接著為了證明我們的元件特性穩定且具有重覆性,因此我 們從200℃、150℃、120℃、100℃、50℃、27℃在循環地測量其 I-V 曲線,在這裡我們發現當溫度從 200℃依次降溫量到 27℃時的 I-V 曲 線會有記憶性,因此在 200℃、150℃、120℃、100℃、50℃、27℃

量到的Vonset和 Vz都還是0.2V 和 0V 而無法有重覆性,因此我們換從

150℃依次降溫到 27℃來測量一樣具有記憶性,在 150℃、120℃、

100℃、50℃、27℃時量到的 Vonset和 Vz都是 0.3V 和-2V,接著我們 再取120℃為基準點,依次降溫到 27℃量測 I-V 曲線發現有重覆的特 性,當在120℃、100℃、50℃、27℃時,Vonset分別約為 0.4V、0.5V、

0.6V、0.7V,其 Vz分別約為-4V、-5V、-6V、-7V,因此我們再以 100℃、

50℃為基準點都發現 I-V 曲線具有循環地重覆特性,而從 27℃~120℃

如圖Fig4.2,分別在 27℃、50℃、100℃、120℃、150℃、200℃下量 測,我們發現在不同溫度下所得到的I-V 曲線都有二極體的特性,而 在27℃、50℃、100℃、120℃、150℃、200℃的 Vonset跟在大氣中量 測ㄧ樣分別約為 0.7V、0.6V、0.5V、0.4V、0.3V、0.2V,其 Vz分別 約為-7V、-6V、-5V、-4V、-2V、0V,接著我們ㄧ樣地從 200℃~27℃ 為0.7V、0.6V、0.64V、0.5V,其 Vz分別約為-7V、-6V、-5.3V、-5V,

發現三氧化鎢 氧化銥元件的I-V 曲線與在大氣中所得到的結果比較 其電流誤差也約在+1.0×10-6 ~ -0.25×10-6 A,誤差都在很小的範圍之 內,在繼續重複性的實驗,將元件停留在 100℃,3 個小時以上,然 後繼續從 100℃為基準點,依次降溫量到 27℃,可以比較出 Vonset和 Vz 的結果與從 27℃~100℃下的電流誤差也在±10-7A 之間,如圖

Fig4.5,而我們在高真空中量測不超過 100℃是為了保護高真空內的

4.2 表面鈍化處理 4.2.1 循環伏安實驗

氧化銥薄膜組成成分不單純只有IrO2,其薄膜內可能包含了 IrO2,

Ir(OH)3,H20,Ir 離子和 O 離子的混合體,而且氧化銥的活性強,要 在液態電解質中測量出氧化銥薄膜的氧化還原電位並不容易,因為當 我們以循環伏安法測量氧化銥薄膜的氧化還原電位時,外界所給予的 電解質的氧氣可能會在量測過程中使得 IrO2 還原成 Ir(OH)3 或是 Ir(OH)3 氧化成 IrO2,因此氧化銥的電位隨著氧化反應跟還原反應而 不斷地在變化而影響電位的穩定性,量測如圖Fig4.9,所以我們用一 般的方法是無法順利測量出氧化銥的氧化還原電位,在過去的學長論 文中,曾經以通入氮氣或氬氣等不易與其他物質起反應的氣體到電解 液中,其目的是為了排除溶解在液體中的氧氣,但是我們發現在通氣 體過程中,也可能因為小氣泡的產生而影響到電位的穩定性。所以我 們在這次實驗中選擇了ㄧ高介電係數且具有絕緣效果的五氧化二鉭 薄膜來鈍化氧化銥表面,所以當我們覆蓋適當厚度的五氧化二鉭薄膜 時,五氧化二鉭只能容許較小的H+ 離子進入薄膜內而跟 IrO2產生氧 化還原的反應,因此我們可以保持氧化銥在測量過程中都能保持穩定 性。

在實驗的過程中我們發現,五氧化二鉭薄膜的厚度會影響到平衡電 位的時間,當五氧化二鉭比較厚時,溶液中的氫離子要進入到氧化銥 薄膜時,可能需要幾個小時的量測才能達到平衡的電位,而五氧化二 鉭比較薄時,只需要幾分鐘就可以讓氫離子與氧化銥之間達到平衡電 位,由圖Fig.4.10 可看出,這五氧化二鉭的厚度約為 50 nm;而厚度 比較厚時,氧化還原的電位也會有位移的現象,如圖 Fig.4.11,厚度 約為約110 nm 所量測到的結果。

相關文件