三元金屬硫化物半導(dǎo)體納米材料的可控合成及表征.pdf

1、納米功能材料以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)而廣泛應(yīng)用于光電磁及其他多個領(lǐng)域,長期以來受到廣大科研工作者的密切關(guān)注,而半導(dǎo)體材料更是當(dāng)今電子世界的主體,因此納米功能半導(dǎo)體材料的研究及進(jìn)一步應(yīng)用具有重要意義。而I-III(V, IV)-VI類三元半導(dǎo)體硫化物因其合適的禁帶寬度、高的吸收系數(shù)、很好的輻射穩(wěn)定性和非線性光學(xué)性能而在光電應(yīng)用方面受到廣泛關(guān)注。本文通過前驅(qū)體共熱分解法來合成了具有多種形貌及尺寸可控的 AgInS2、Cu-Bi-S及其他三元硫

2、化物。并以 AgInS2納米晶為例,研究了該類半導(dǎo)體材料的光電性能。具體如下:
　　首先,高質(zhì)量的單顆粒種子狀的(single)和成對種子狀(dimer)的AgInS2納米晶可以通過以下方法得到:以二乙基二硫代氨基甲酸銀(Ag(DDTC))和二乙基二硫代氨基甲酸銦(In(DDTC)3)為前驅(qū)體,以十二硫醇及油酸為表面活性劑(兩種形貌合成時表面活性劑的摩爾比分別為1:3和3:1),加熱至200℃分解。兩種形貌的納米晶的平均尺寸分別為

3、6×12 nm和8×16 nm。另外,通過一種簡易的P3HT-AgInS2混雜微納器件,我們檢測了AgInS2納米器件的光電特性。結(jié)果表明AgInS2納米器件對外部光源輻射顯示出很高的光靈敏性和光學(xué)穩(wěn)定性,這一結(jié)果預(yù)示了 AgInS2納米材料在光電器件方面的應(yīng)用潛力。
　　其次,通過前驅(qū)體分解首次合成了片狀的單晶 Cu3BiS3納米材料,即將金屬 Cu和Bi的二乙基二硫代氨基甲酸鹽(DDTC)前驅(qū)體按摩爾比為3:1的比例在十二硫醇

4、與油胺中加熱至220℃下分解。將兩種前驅(qū)體的摩爾比例降為1:1時,我們發(fā)現(xiàn)隨著前驅(qū)體比例的變化,Cu3BiS3納米片會轉(zhuǎn)變成Cu4Bi4S9納米線。而改變表面活性劑為以油胺為包覆劑,十八烯為溶劑,其他條件保持不變,就可得到直徑為20 nm的Cu3BiS3納米顆粒。文中討論了相關(guān)合成及形貌調(diào)控機(jī)理。
　　最后,我們進(jìn)一步拓展前驅(qū)體熱分解法,用金屬Ag、Cu和Bi等的二乙基二硫代氨基甲酸鹽(DDTC)中的兩種作為前驅(qū)體,以油胺、十二硫