电化学生长过程中竞争性共吸附的建模

我们提出了含有有机添加剂的ZnO薄膜电沉积模型,重点关注与曙红Y的杂化薄膜生长。首先,我们提出了一个速率方程模型,该模型假设添加剂形成分支,其暴露在ZnO沉积物上方的部分以比纯薄膜更大的速率生长,并且这些分支附近ZnO的生成速率与暴露在溶液中的高度成正比。这解释了分支附近OH-离子的产生以及与Zn++离子的反应。稳态解显示两种物质以分支的速率生长,并定性地解释了它们的催化效应。随后,我们提出了一个更现实的统计模型,用于描述由Zn++离子、氢氧化物前驱体和溶液中的曙红形成杂化沉积物的过程。使用简单的概率规则来描述曙红和氧的反应,同时考虑从溶液中的扩散,与扩散限制聚集模型的思路一致。催化效应通过曙红分支附近优先产生OH-离子来表示,这些离子形成ZnO物种。只有当曙红在溶液中的扩散系数比氢氧化物前驱体大得多时,生长速率才能提高,这与实验结果一致。在相邻曙红簇竞争性生长的情况下,模拟沉积物中观察到的生长速率增加和高曙红负载也与电沉积实验定性一致。