層狀復合金屬氫氧化物的本征電學和刺激響應發(fā)光特性研究.pdf

1、在電子學和光電子學領域，二維納米材料具有易加工、可操作性強等特點，并在半導體行業(yè)利于直接兼容設備設計和操作處理等的特點而引起人們的廣泛關注。層狀復合金屬氫氧化物(LDHs)是一類經(jīng)典的無機二維層狀材料，基于其優(yōu)異的理化性質(zhì)及多重可操作性等特點而引起研究者的廣泛興趣，并在環(huán)境、催化、光化學、生物醫(yī)藥等各個領域都呈現(xiàn)出廣闊的應用前景?？梢园l(fā)現(xiàn)，在諸多已經(jīng)做出的研究或者應用來說，研究者往往都是關注于對LDHs的宏觀體系的功能與性質(zhì)的研究，而關

2、于LDHs微觀尺度下的電子學性質(zhì)（如半導體特性等）研究的相關報道還很少，這與此類材料在其他領域的蓬勃發(fā)展是不相稱的;同時，充分地了解LDHs材料的電學性能，研究其電子傳輸原理對于認識LDHs電極以及電化學催化機制具有重要現(xiàn)實意義。
　　基于上述研究現(xiàn)狀，以LDHs為基體分別進行了相關研究工作。通過改進的水熱法合成了大尺寸、單分散且具有完整六方晶型的LDHs微米晶片，并探討了LDHs主體層板陽離子組成類型、層間客體以及主體層板厚度對

3、LDHs導電性的影響。半導體性能測試結(jié)果證實了LDHs二維層狀材料是一種潛在的新型空穴傳輸材料。通過改變LDHs組成，其半導體參數(shù)具有一定程度上的可調(diào)性，且計算結(jié)果顯示LDHs溝道內(nèi)載流子遷移率可達到10-5 cm2·V-1·s-1數(shù)量級。因此，本工作不僅首次探討了LDHs微觀尺度下的電子學性質(zhì)，驗證了此類二維納米材料的半導體特性;同時還發(fā)現(xiàn)其導電特性的調(diào)變可以通過改變層板陽離子組成以及層間客體得以實現(xiàn)，這為今后利用特殊功能的有機客體陰

4、離子插層LDHs來構建光場或磁場調(diào)制的晶體管提供了基礎和指導。
　　本論文的另一研究內(nèi)容集中在LDHs熒光復合材料領域。近年來，基于LDHs的熒光傳感器的設計和構建成為該領域的研究熱點之一。LDHs作為具有主-客體結(jié)構特征的層狀納米材料，可以將具有特定功能的熒光分子引入到LDHs層間，利用LDHs的納米級限域空間實現(xiàn)有機熒光分子的定向排列，提升熒光發(fā)光效率以及實現(xiàn)對外界刺激的熒光響應。本研究采用共沉淀方法將不同初始添加比例的尼氟滅

5、酸鈉鹽(NFC)和表面活性劑庚烷磺酸鈉(HPS)插層鋅鋁LDHs，得到一系列共插層LDHs復合體系，通過XRD粉末衍射、元素分析、熱重與差熱分析(TG-DTA)研究其化學組成、結(jié)構特點及熱穩(wěn)定性。通過檢測NFC-HPS/LDHs共插層復合體系熒光光譜和紫外可見吸收光譜研究其熒光特性和紫外吸收特性，結(jié)果表明NFC初始添加比例為5％的NFC-HPS/LDHs具有最強發(fā)光。同時，還采用分光光度計對材料進行偏振熒光和熒光時間分辨延遲表征。此外，