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二维纳米材料是在三维结构中一维的尺寸在0.1-100nm之内,而其他二维无限延伸的材料,这使得其具有其他材料所完全无法展示出的高度各向异性,由于这种独特的结构,二维纳米材料具有独特的量子限域效应及表面效应,因此二维纳米材料具有完全不同的力学、电学、光学和热学性能等。在目前环境污染问题越发尖锐,社会对可以高效降解污染物的材料越发迫切的时刻,二维纳米材料具有空前的发展优势与前景。本文以原子沉积法技术制备二维纳米Ga2O3为基础,并将制备得的Ga2O3与其他二维纳米半导体材料复合,制备出P-N异质结结构材料,并分别对它们进行光催化性能研究。通过原子层沉积法,以C33H5 7GaO6为前驱体,在Si/SiO2基底上沉积了厚度仅为1.1nm二维纳米Ga2O3,实验结果表明,沉积在Si/SiO2基底上的Ga2O3颗粒分布均匀且无杂质。合成的Ga2O3的生长速率(GPC)约为0.16A/cycle。Ga2O3样品的生长曲线呈线性,无成核延迟,表明AlD生长过程的自限特性和薄膜厚度可以通过改变AlD循环次数精确地得到,并通过测试得到了制备二维纳米Ga2O3的最佳实验参数。为了使二维纳米材料更适合光催化的应用,以P型半导体Ga2O3为基础,将N型半导体WO3与之复合形成P-N异质结结构,制备出了 2D WO3-Ga2O3 P-N异质结结构复合材料。首先在Si/SiO2基底上制备了二维结构的WO3,之后再在上面沉积一层Ga2O3以形成P-N异质结结构,结果表明沉积在表面的Ga2O3颗粒呈扁平球状,与单纯的二维WO3和二维Ga2O3相比,二维WO3-Ga2O3 P-N异质结结构表面的颗粒之间存在空隙,增加了材料表面的比表面积。样品对波长小于550nm的光线有良好的吸收效果,其禁带宽度为2.10 ev,二维WO3-Ga2O3异质结结构的电荷转移电阻约为rCT等于4.8kΩ,均小于二维WO3和二维Ga2O3。在紫外光(λ=244nm)照射下,2D WO3-Ga2O3 P-N异质结构可在120h内完全降解甲基橙。为了制备出光降解效率更高的二维纳米材料,将WO3替换为吸光效果更好的TiO2,TiO2-Ga2O3 P-N异质结构的制备过程与WO3-Ga2O3类似,实验结果表明二维TiO2-Ga2O3 P-N异质结构的带隙为2.07ev,异质结结构的电荷转移电阻约为rCT等于4.5kΩ,在室温条件的紫外光(λ=244nm)照射下,120小时就可以降解超过95%的甲基橙,效率较与WO3-Ga2O3有较大的的提升,结果表明二维纳米P-N异质结构在光催化中的应用具有较大的潜力和应用前景。