發(fā)布時間：2018-06-21 22:46

  本文選題：金屬-半導(dǎo)體 + 異質(zhì)結(jié)構(gòu)��； 參考：《西南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料因其新穎的結(jié)構(gòu)受到廣泛的關(guān)注。由于異質(zhì)結(jié)的存在可以有效的控制電子、空穴的傳輸,從而使其具有獨特的光電特性、界面特性、熱電特性、催化特性和熒光特性等。眾所周知,納米材料的組成、結(jié)構(gòu)、尺寸大小和形貌極大地影響其內(nèi)在屬性,但目前合成的金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料普遍存在尺寸不均、界面有缺陷、合成操作復(fù)雜和對環(huán)境危害大等缺點,這將制約著它的性能研究和廣泛應(yīng)用。因此大量的努力對研究金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料的性質(zhì)是通過控制其尺寸和形貌。在過去的這些年,電沉積、CVD技術(shù)、微波輔助法、模板法和外延生長法等都致力于合成金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料,然而這些方法往往需要高溫、高壓、氣氛保護和操作復(fù)雜等苛刻的反應(yīng)條件和設(shè)備,從而很大程度上限制了金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料的發(fā)展。本論文將基于納米晶體生長動力學(xué)和晶體生長的各向異性特性以及溶液-液相-固相(SLS)生長機制為指導(dǎo),建立了一種簡易的多元醇方法通過“三步走”來制備金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料。與上述方法相比,多元醇法在制備過程中有很大的優(yōu)勢,如操作簡單、反應(yīng)條件溫和、設(shè)備要求低和環(huán)境友好型,從而成為制備不同無機納米材料的有效策略。最后,本論文主要研究鉍基金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料的可控合成,并對其結(jié)構(gòu)和形貌進行表征,探索了金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米晶在液相合成中的成核和生長機理。本論文研究的主要內(nèi)容如下:(1)通過聚合物輔助的多元醇方法,在引入少量Fe~(3+)后獲得了均勻的半中空和中空Bi納米球,其尺寸平均為280nm和160nm,相比于未加入Fe~(3+)所制備的Bi納米球而言其尺寸變的更加均一。特別是Fe~(3+)的引入形成的半空狀或者中空納米球,是依賴于金屬間的Kirkendall效應(yīng)。實驗過程中,在多元醇體系下通過控制聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)的質(zhì)量、Bi源和Fe~(3+)的摩爾比以及各自濃度可以控制合成具有不同尺寸和中空度的Bi納米球。(2)采用簡單的多元醇法,以葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)作為輔助劑,合成鉛的硫?qū)倩�合物PbE(E=S,Se,Te)納米片。首先制備出形貌均一的Pb納米花,然后添加S(Se,Te)源反應(yīng)物再形成PbE的堆積納米片。發(fā)現(xiàn)合成的二維PbE堆積納米片具有較大表面積,厚度約為40nm,且具有規(guī)則的幾何外形。(3)采用簡易的溶劑熱方法,通過分“三步走”成功制備了Bi-FeS、Bi-CuS_2和Bi-CoS異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料。特別的,在保證“第一步”Bi源和“第二步”M源(M=Fe,Cu,Co,Ni源)量不變的情況下,“第三步”硫化的過程中實驗結(jié)果表明,過量的S源可以獲得Bi-FeS-Bi_2S_3異質(zhì)結(jié)構(gòu)、三元相Cu_3BiS_3和Ni_3Bi_2S_2納米材料。基于對實驗現(xiàn)象與結(jié)果的分析,鉍基金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生長應(yīng)該遵循溶液-液相-固相(SLS)生長機制。(4)通過“三步走”的實驗方法,成功制備了高穩(wěn)定性的Bi-PbE(E=S,Se,Te)異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料。對于合成典型的Bi-PbS異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料,實驗結(jié)果分析表明,通過改變硫化的反應(yīng)時間、硫化過程中S源的量、Bi源的量以及各反應(yīng)參量的濃度時對“火柴狀”Bi-PbS的形貌和桿的橫縱比有重要影響。此外,還獲得了開孔的球狀Bi-PbSe和“星形狀”的Bi-PbTe異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料。最后,對Bi-PbE(E=S,Se,Te)異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料可能的形成機制做了定性的闡述。
[Abstract]:In this paper , the properties of nano - materials of metal - semiconductor heterostructure have been studied by controlling their size and morphology . The Bi - PbS - Bi _ 2S _ 3 heterostructure , ternary phase Cu _ 3BiS _ 3 and Ni _ 3Bi _ 2S _ 2 nano - material have been successfully prepared by using simple solvent thermal method . The results show that the Bi - PbS - Bi _ 2S _ 3 heterogeneous structure , ternary phase Cu _ 3BiS _ 3 and Ni _ 3Bi _ 2S _ 2 nano - material have been prepared successfully .
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李民乾;納米科學(xué)技術(shù)──面向21世紀(jì)的新科技[J];物理;1992年02期

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1 侯超;半導(dǎo)體納米材料的制備以及在生物傳感器中的應(yīng)用[D];杭州電子科技大學(xué);2016年

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本文編號：2050354