硫化鋅納米材料的制備表征和光學(xué)性能的研究.pdf

1、自1980年后期開始，掀起了納米材料的研究熱潮，納米材料獨特優(yōu)異的光學(xué)性能吸引著眾多科學(xué)家。半導(dǎo)體納米材料，尤其是硫化鎘、硫化鋅等寬禁帶半導(dǎo)體材料作為納米材料體系中最為經(jīng)典的一類，以其獨特的偏振光學(xué)特性和壓電特性以及優(yōu)異的磁、熱性能而備受關(guān)注。對半導(dǎo)體納米材料制備條件的摸索，制備條件對納米材料結(jié)構(gòu)的影響的研究，以及對半導(dǎo)體納米材料結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的研究對于整個材料學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展都有重要的意義。
　　本論文主要開展了對硫化鋅制備的研

2、究工作，采用水熱合成法，通過添加表面活性劑、摻雜等技術(shù)，成功制備了不同形貌、結(jié)構(gòu)的硫化鋅微球。同時，本論文研究了制備條件下制備的樣品的光學(xué)性能。初步闡釋了不同空心度的硫化鋅空心球的形成原因，不同空心度硫化鋅空心球?qū)ζ涔鈱W(xué)性能的影響機(jī)制，不同摻雜元素的硫化鋅的發(fā)光機(jī)制。具體工作如下:
　　(1)采用水熱合成法，以谷胱甘肽(GSH)為硫源，以氯化鋅(ZnCl2)為鋅源，CTAB為表面活性劑，在比較溫和的條件下，實現(xiàn)了一步可控制備納米粒

3、子組裝的單分散的六方相纖鋅礦硫化鋅微球，并研究了其光學(xué)性能。用此方法制備硫化鋅納米材料是因為它的制備溫度低，易操控。本研究所采用的硫源為谷胱甘肽，比起其它硫源，谷胱甘肽無毒無污染，是一種綠色原料，用此原料制備的硫化鋅可以應(yīng)用在生物領(lǐng)域。本研究中用此方法合成的單分散的六方相纖鋅礦納米硫化鋅微球的直徑分布在500nm-1μm之間。通過調(diào)控乙二胺的含量和CTAB的添加與否，可以制備出熒光性能非常好的硫化鋅空心、由納米棒組成的微球。通過對硫化鋅

4、微球發(fā)光性能的測試得出，在添加CTAB的條件下，當(dāng)乙二胺的濃度為5ml時，得到的空心球的熒光效果最好。本文通過CTAB和乙二胺調(diào)控反應(yīng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了六方纖鋅礦硫化鋅空心納米微球的可控制備，并通過優(yōu)化制備條件獲得了熒光性能最好的硫化鋅微球。
　　(2)采用水熱法，以醋酸鋅、硝酸釓和硫脲作為原料，以PVP作為表面活性劑在相對低溫(150℃)的環(huán)境下得到單分散硫化鋅納米球。用此方法制備的納米球直徑約為40nm。通過摻雜釓，使硫化鋅納米球的