γ-輻照對(duì)半導(dǎo)體納米材料的改性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,環(huán)境友好和綠色環(huán)保越來越符合大眾需求。材料制備更需要節(jié)能、環(huán)保和綠色途徑。長(zhǎng)期以來,γ-輻照主要用于高分子材料的聚合、改性和食品保鮮及殺菌等方面。本論文中,γ-輻照被用來改性半導(dǎo)體納米材料,原理就是利用高能γ射線(1.17和1.33 MeV)的能量進(jìn)行化學(xué)合成和材料內(nèi)部化學(xué)鍵的斷裂和缺陷生成的方法。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、臛amma射線輻照能還原Ag2SnO3并原位生長(zhǎng)Ag納米顆粒。沒有經(jīng)過輻照和不同劑量(

2、0到500 kGy)輻照過的產(chǎn)物被用來催化降解剛果紅溶液。在400 kGy劑量的條件下,催化效果達(dá)到了最大值,并且是沒輻照產(chǎn)物的3.7倍。這個(gè)結(jié)論可能由于Gamma射線輻照產(chǎn)生了Ag/Ag2SnO3異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了Ag2SnO3和剛果紅之間的路易斯酸堿結(jié)合,提高了催化效果。同時(shí),介于我們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)Ag2SnO3是一種熱不穩(wěn)定的材料,我們以此為突破研究了加熱后的產(chǎn)物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)400度下通過直接加熱分解單源前驅(qū)體Ag2SnO3可以直接得

3、到Ag/SnO2異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)材料,這種異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)能夠提高材料的光催化效率。當(dāng)Ag/SnO2異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)材料被用來催化降解剛果紅溶液時(shí),催化效率是混合得的Ag和SnO2材料的3倍。
　　⑵Ag/Ag2SnO3納米顆粒是通過不同劑量(0-500 kGy)下輻照Ag2SnO3得到的。這個(gè)輻照產(chǎn)物能被用來檢測(cè)兩種還原性氣體(乙醇?xì)怏w和硝基甲烷氣體)、一種氧化性氣體(乙酸氣體)。我們發(fā)現(xiàn),氣敏響應(yīng)效果和輻照劑量相關(guān),輻照劑量決定Ag含量的多少。

4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,400 kGy劑量下,氣敏效果最好:對(duì)于乙醇、硝基甲烷和乙酸三種不同的氣體,氣敏響應(yīng)分別提高了9、6.3和10.6倍。
　　⑶對(duì)Gamma射線輻照之后的硅納米線進(jìn)行了研究。在這里,Gamma射線輻照過的硅納米線的Si/SiOx界面處產(chǎn)生了一個(gè)新的缺陷,這個(gè)缺陷被電子自旋共振譜證實(shí)。29Si核磁共振光譜表明輻照劑量對(duì)Q4結(jié)構(gòu)有影響。這個(gè)現(xiàn)象也表明硅納米線獨(dú)特的核殼結(jié)構(gòu)有助于產(chǎn)生這種新的缺陷,這也可以提供一個(gè)合適的模型去

5、研究Si/SiOx界面處的缺陷。
　?、仁┝孔狱c(diǎn)(GQDs)也是一種半導(dǎo)體材料,我們的研究發(fā)現(xiàn)GQDs的發(fā)射波長(zhǎng)在0-500 kGy輻照劑量范圍內(nèi)被證明可以調(diào)節(jié)在505-550 nm的范圍之內(nèi)。其光致發(fā)光也明顯提高并在100 kGy劑量時(shí)達(dá)到最佳:峰的強(qiáng)度和熒光量子產(chǎn)率是沒輻照量子點(diǎn)的2.1和1.97倍,半峰寬比原來縮小了12％。此外,基于其低毒性和良好的生物相容性,普通的量子點(diǎn)和100 kGy劑量輻照過的量子點(diǎn)被用于4T1癌

6、細(xì)胞的生物熒光成像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,輻照過的量子點(diǎn)具有更好的熒光成像效果。
　?、晒杓{米線是一種重要的半導(dǎo)體材料,具有核殼結(jié)構(gòu)。在這個(gè)工作中,硅納米線在600攝氏度條件下熱處理半個(gè)小時(shí)后,具有壓電效應(yīng)的α-石英能夠長(zhǎng)在硅納米線的界面處。這些納米線被用來制備具有壓電效應(yīng)的納米發(fā)電機(jī)。它可以將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,當(dāng)一個(gè)300 g的物體從30 cm高處落在發(fā)電機(jī)上時(shí),它能產(chǎn)生36.5 V的輸出電壓和1.4μA的響應(yīng)電流。同時(shí),我們的研究發(fā)現(xiàn)G