Ⅱ-Ⅵ族一維半導(dǎo)體納米材料與有序陣列的合成與表征.pdf

1、近年來(lái),一維納米材料及其有序陣列由于其新穎的物理、化學(xué)性質(zhì)以及在許多領(lǐng)域所展示的潛在的應(yīng)用前景,已成為當(dāng)今納米材料的前沿和研究熱點(diǎn).本論文研究幾種Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體一維納米材料的合成及其光學(xué)性質(zhì),探索控制其形貌和尺寸的途徑,考察了由此引起其發(fā)光性質(zhì)的變化.通過(guò)直接使用金屬基底作為反應(yīng)源,采用一步或兩步溶劑熱法,我們成功的合成了硫化鎘納米陣列,硫化鎘/硒化鎘核殼結(jié)構(gòu)納米線和硫化鋅納米棒,并且表現(xiàn)出了較好的發(fā)光性能.主要內(nèi)容具體歸納如下:

2、 1.我們采用氨基硫脲和鎘片(基底)做為反應(yīng)原料,通過(guò)簡(jiǎn)單的液相反應(yīng)制備出大面積尺寸均一,排列整齊的硫化鎘納米線陣列.硫化鎘納米線陣列為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的單晶結(jié)構(gòu)并沿著c軸(001)方向垂直生長(zhǎng)在鎘片上.室溫下拉曼光譜顯示出硫化鎘納米線直徑方向的納米尺寸效應(yīng)促使的量子陷效應(yīng),進(jìn)而所導(dǎo)致拉曼光譜峰的寬化、不對(duì)稱性和輕微的紅移.均勻整齊的硫化鎘納米陣列起到了激光微共振腔的作用,顯示了515nm的禁帶光致激射,并顯現(xiàn)出了明顯激光共振模式.合成

3、過(guò)程中,由于高溫下,高濃度形核和晶體擇優(yōu)取向生長(zhǎng)促使均勻整齊的硫化鎘納米陣列垂直生長(zhǎng)在鎘片上. 2.通過(guò)采用兩步溶劑熱法,分別采用乙二胺(第一步)、TBP(第二步)為溶劑,我們成功的合成了大面積尺寸均勻的硫化鎘/硒化鎘核殼結(jié)構(gòu)納米線,直徑約為50nm,長(zhǎng)度約為1-5μm,其表面比較粗糙.第二步反應(yīng)中,我們認(rèn)為硫化鎘/硒化鎘核殼結(jié)構(gòu)納米線的生長(zhǎng)機(jī)制為傳輸機(jī)制,溶劑TBP作為傳輸載體,促使硒原子取代硫化鎘表面的硫原子.進(jìn)而形成硒化鎘

4、包覆硫化鎘的層狀核殼結(jié)構(gòu).采用PL光致發(fā)光對(duì)其發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明與硫化鎘納米線相比,其發(fā)光性能明顯增強(qiáng). 3.采用鋅片和氨基硫脲為原料,通過(guò)溶劑熱法在鋅片上合成大面積的大小均勻的條形硫化鋅納米棒,合成硫化鋅樣品為六方鉛鋅礦結(jié)構(gòu)的單晶并且沿著c軸(001)方向生長(zhǎng).單根納米棒長(zhǎng)約為2-3μm,截面為正方形,其邊長(zhǎng)約為30nm.反應(yīng)時(shí)間,反應(yīng)溫度對(duì)樣品合成有著重要的影響.討論并提出了硫化鋅的生長(zhǎng)機(jī)制.同時(shí)采用PL光致發(fā)光測(cè)其