金屬納米Ge的高效制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-02 11:54
在現(xiàn)代科技和半導(dǎo)體工業(yè)中,Ge材料是重要的半導(dǎo)體材料,被廣泛地應(yīng)用在晶體管、光纖和紅外光學(xué)器件之中。在許多研究中,納米化之后的Ge材料,在光電、催化、生物等領(lǐng)域具有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景。在Li離子電池領(lǐng)域,Ge具有極高的理論容量,在所有材料中僅次于Si,約為1600 mAh·g-1,比商業(yè)應(yīng)用的碳材料的理論容量372 mAh·g-1高出許多,因此在負(fù)極材料的研究中受到了廣泛的關(guān)注。同時(shí),Ge具有高的電導(dǎo)率和Li離子擴(kuò)散系數(shù),十分適用于高倍率動(dòng)力電池的負(fù)極材料。在對(duì)Li離子電池的性能和產(chǎn)品供應(yīng)有著巨大需求的今天,Ge材料具有極高的商業(yè)應(yīng)用潛力。在Ge作為L(zhǎng)i離子電池負(fù)極的研究中,以Ge納米顆粒（0D）、Ge納米線(xiàn)（1D）、Ge納米薄膜（2D）和納米多孔Ge（3D）為代表的納米Ge材料表現(xiàn)出極好的容量和循環(huán)穩(wěn)定性。然而,盡管已經(jīng)提出了各種各樣的納米Ge材料的制備方法,納米Ge材料的大量制備依然是一個(gè)嚴(yán)峻的課題。總結(jié)現(xiàn)有文獻(xiàn)中的制備方法,可以大致將納米Ge的制備方法分為兩類(lèi):（1）物理法:以Ge單質(zhì)為Ge源;（2）化學(xué)法:以Ge化合物為Ge源。物理法中,需要用到許多大型設(shè)備和工藝,十分...
【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－１?Ｇｅ材料的應(yīng)用及全球Ｇｅ消費(fèi)情況（２０１５年），數(shù)據(jù)來(lái)源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局??２??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???ＧｅＣＵ為前驅(qū)體制備得到了?Ｇｅ納米晶，并在Ｇｅ納米晶表面引入不同的有機(jī)官能??團(tuán)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)鈍化以調(diào)節(jié)Ｇｅ納米晶的帶隙，使Ｇｅ納米晶上在紅外波長(zhǎng)的范圍??內(nèi)實(shí)現(xiàn)了光致發(fā)光性能的可調(diào)。??１．５?Ｐ?Ｉ?ｂ）?ｒａｄｉｕｓ??ｆ?＾％＾＊＊＊＊＊＊?／?＼?￣２５ｎｍ?Ａ??ｆ?＾ｒ＊＊＾＊＊＊＊＊＊＊＊?ｆ＼?—???�。蓿颍�?＾１！??１２１７?，２１８?１２，９?１２２０?１２２，?，２２２?＾一‘?‘??Ｐｈｏｔｏｎ?Ｅｎｅｒｇｙ?［ｅＶ］?ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?＜ｎｍ）??Ｐｈｏｔｏｎ?Ｅｎｅｒｇｙ?（ｅＶ）??（Ｊ）?３．０?２．０?１．０??４?穹：、＼??Ｉ：：；／／?ＰＬＱＹ＝ｌＫＶ?＞?＜?＃?＾??ｚ?００?Ｋ－?■?■?■?？??９００?１０００?１１００?１２００?１３００?１４００?１５００?Ｖ，＿??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?＜〇〇?ｅｏｏ?ｅｏｏ?１０００１２００１４〇〇（６〇〇１８〇〇?２０００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??圖１－２?Ｇｅ納米晶在光致發(fā)光領(lǐng)域的研究。（ａ）?Ｇｅ納米晶和塊體Ｇｅ的Ｘ射線(xiàn)吸??收光譜［｜７］；?（ｂ）３２５?ｎｍ激光下激發(fā)的不同Ｇｅ納米晶標(biāo)準(zhǔn)ＰＬ光譜［１８］；?（ｃ）室溫??下８０８ｎｍ激光激發(fā)的不同Ｇｅ納米晶標(biāo)準(zhǔn)ＰＬ光譜［｜９］；⑷不同尺寸Ｇｅ納米晶??的吸收光譜和ＰＬ光譜ｔ１６］。??對(duì)Ｇｅ納米晶的光致發(fā)光性能的大量研宄表明，納米Ｇｅ材料在光電器件上??具有極高的應(yīng)用價(jià)值Ｐ？２３］。??４??
山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??１．２．２納米Ｇｅ與催化??除了研宄Ｇｅ材料納米化后所帶來(lái)的量子限域效應(yīng)等納米效應(yīng)，在催化領(lǐng)域，??研宄者們也發(fā)現(xiàn)了納米Ｇｅ材料的獨(dú)特應(yīng)用。??許多納米晶都被發(fā)現(xiàn)具有催化生長(zhǎng)碳納米管（ｃａｒｂｏｎｎａｎｏ－ｔｕｂｅ，ＣＮＴ）的能??力，Ｇｅ納米晶就是其中之一［２４１。ＤａｉｓｕｋｅＴａｋａｇｉ等人［２５］使用在ＳｉＣ襯底上沉積??的Ｓｉ、ＳｉＣ和Ｇｅ納米晶作為催化劑，生長(zhǎng)出了雙壁結(jié)構(gòu)的碳納米管，證明了半??導(dǎo)體材料的納米晶也可以催化生長(zhǎng)碳納米管。除了催化碳納米管生長(zhǎng)外，Ｊｉｍ?Ｌｉｕ??等人Ｐｉ使用制備出的Ｇｅ納米顆粒實(shí)現(xiàn)了對(duì)氯代芳香族化合物和有機(jī)染料等有機(jī)??分子的快速降解，以及對(duì)重金屬鉻（Ｃｒ（ｌＶ））離子的還原。??一命??Ｖ??圖１－３非晶納米〇６顆粒在卩＾１＝１１的環(huán)境下與１６１１１８＾的２，５－二氣苯酚??反應(yīng)的脫氣機(jī)理??１．２．３納米Ｇｅ與生物醫(yī)用??Ｇｅ材料和有機(jī)Ｇｅ化合物在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，很大程度上得益于Ｇｅ材料的??無(wú)毒性。當(dāng)Ｇｅ材料納米化之后，同樣具有生物無(wú)毒性和良好的生物相容性，很??多研究指出，在生物成像和醫(yī)用材料領(lǐng)域，納米Ｇｅ材料具有很大的應(yīng)用潛力［２７Ｌ??Ｔｉｍｏｔｈｙ?Ｎ．?Ｌａｍｂｅｒｔ等人［２８】制備了二硝基苯基官能化的、尺寸在３－５?ｎｍ的??Ｇｅ納米晶，在使用羧基熒光素標(biāo)記后，Ｇｅ納米晶與肥大細(xì)胞ＲＢＬ－２Ｈ３表面的??免疫球蛋白Ｅ抗體發(fā)生了交聯(lián)。Ｓｕｊａｙ?Ｐｒａｂａｋａｒ等人報(bào)道了?Ｇｅ量子點(diǎn)的細(xì)胞??毒性是相對(duì)無(wú)毒的，并且通過(guò)對(duì)ＨｅｐＧ２細(xì)胞成像，證明了?Ｇｅ納米晶作為光學(xué)生??物探針的應(yīng)用。??５??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粘結(jié)劑對(duì)形貌各異的石墨負(fù)極電化學(xué)性能的影響（英文）[J]. Rahim Shah,Naveed Alam,Amir A.Razzaq,楊成,陳宇杰,胡加鵬,趙曉輝,彭?yè)P(yáng),鄧昭. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]極性聚合物粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)和物性對(duì)鋰離子電池的影響[J]. 郭容男,韓偉強(qiáng). 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2019(10)
[3]鋰離子電池用新型粘結(jié)劑研究進(jìn)展[J]. 邵丹,王媛,唐賢文,常毅. 化工新型材料. 2018(11)
[4]機(jī)械球磨技術(shù)在材料制備中的應(yīng)用[J]. 張桂銀,查五生,陳秀麗,嚴(yán)峻. 粉末冶金技術(shù). 2018(04)
[5]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題(ⅫⅠ)——電化學(xué)測(cè)量方法[J]. 凌仕剛,吳嬌楊,張舒,高健,王少飛,李泓. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[6]金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 陳國(guó)良. 材料導(dǎo)報(bào). 2000(09)
博士論文
[1]硼和磷摻雜的硅和鍺納米晶體的制備及應(yīng)用[D]. 高煜.浙江大學(xué) 2016
碩士論文
[1]機(jī)械球磨法制備石墨烯量子點(diǎn)及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用[D]. 劉寧.鄭州大學(xué) 2017
本文編號(hào)：2895261
【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
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【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－１?Ｇｅ材料的應(yīng)用及全球Ｇｅ消費(fèi)情況（２０１５年），數(shù)據(jù)來(lái)源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局??２??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???ＧｅＣＵ為前驅(qū)體制備得到了?Ｇｅ納米晶，并在Ｇｅ納米晶表面引入不同的有機(jī)官能??團(tuán)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)鈍化以調(diào)節(jié)Ｇｅ納米晶的帶隙，使Ｇｅ納米晶上在紅外波長(zhǎng)的范圍??內(nèi)實(shí)現(xiàn)了光致發(fā)光性能的可調(diào)。??１．５?Ｐ?Ｉ?ｂ）?ｒａｄｉｕｓ??ｆ?＾％＾＊＊＊＊＊＊?／?＼?￣２５ｎｍ?Ａ??ｆ?＾ｒ＊＊＾＊＊＊＊＊＊＊＊?ｆ＼?—???�。蓿颍�?＾１！??１２１７?，２１８?１２，９?１２２０?１２２，?，２２２?＾一‘?‘??Ｐｈｏｔｏｎ?Ｅｎｅｒｇｙ?［ｅＶ］?ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?＜ｎｍ）??Ｐｈｏｔｏｎ?Ｅｎｅｒｇｙ?（ｅＶ）??（Ｊ）?３．０?２．０?１．０??４?穹：、＼??Ｉ：：；／／?ＰＬＱＹ＝ｌＫＶ?＞?＜?＃?＾??ｚ?００?Ｋ－?■?■?■?？??９００?１０００?１１００?１２００?１３００?１４００?１５００?Ｖ，＿??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?＜〇〇?ｅｏｏ?ｅｏｏ?１０００１２００１４〇〇（６〇〇１８〇〇?２０００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??圖１－２?Ｇｅ納米晶在光致發(fā)光領(lǐng)域的研究。（ａ）?Ｇｅ納米晶和塊體Ｇｅ的Ｘ射線(xiàn)吸??收光譜［｜７］；?（ｂ）３２５?ｎｍ激光下激發(fā)的不同Ｇｅ納米晶標(biāo)準(zhǔn)ＰＬ光譜［１８］；?（ｃ）室溫??下８０８ｎｍ激光激發(fā)的不同Ｇｅ納米晶標(biāo)準(zhǔn)ＰＬ光譜［｜９］；⑷不同尺寸Ｇｅ納米晶??的吸收光譜和ＰＬ光譜ｔ１６］。??對(duì)Ｇｅ納米晶的光致發(fā)光性能的大量研宄表明，納米Ｇｅ材料在光電器件上??具有極高的應(yīng)用價(jià)值Ｐ？２３］。??４??
山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??１．２．２納米Ｇｅ與催化??除了研宄Ｇｅ材料納米化后所帶來(lái)的量子限域效應(yīng)等納米效應(yīng)，在催化領(lǐng)域，??研宄者們也發(fā)現(xiàn)了納米Ｇｅ材料的獨(dú)特應(yīng)用。??許多納米晶都被發(fā)現(xiàn)具有催化生長(zhǎng)碳納米管（ｃａｒｂｏｎｎａｎｏ－ｔｕｂｅ，ＣＮＴ）的能??力，Ｇｅ納米晶就是其中之一［２４１。ＤａｉｓｕｋｅＴａｋａｇｉ等人［２５］使用在ＳｉＣ襯底上沉積??的Ｓｉ、ＳｉＣ和Ｇｅ納米晶作為催化劑，生長(zhǎng)出了雙壁結(jié)構(gòu)的碳納米管，證明了半??導(dǎo)體材料的納米晶也可以催化生長(zhǎng)碳納米管。除了催化碳納米管生長(zhǎng)外，Ｊｉｍ?Ｌｉｕ??等人Ｐｉ使用制備出的Ｇｅ納米顆粒實(shí)現(xiàn)了對(duì)氯代芳香族化合物和有機(jī)染料等有機(jī)??分子的快速降解，以及對(duì)重金屬鉻（Ｃｒ（ｌＶ））離子的還原。??一命??Ｖ??圖１－３非晶納米〇６顆粒在卩＾１＝１１的環(huán)境下與１６１１１８＾的２，５－二氣苯酚??反應(yīng)的脫氣機(jī)理??１．２．３納米Ｇｅ與生物醫(yī)用??Ｇｅ材料和有機(jī)Ｇｅ化合物在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，很大程度上得益于Ｇｅ材料的??無(wú)毒性。當(dāng)Ｇｅ材料納米化之后，同樣具有生物無(wú)毒性和良好的生物相容性，很??多研究指出，在生物成像和醫(yī)用材料領(lǐng)域，納米Ｇｅ材料具有很大的應(yīng)用潛力［２７Ｌ??Ｔｉｍｏｔｈｙ?Ｎ．?Ｌａｍｂｅｒｔ等人［２８】制備了二硝基苯基官能化的、尺寸在３－５?ｎｍ的??Ｇｅ納米晶，在使用羧基熒光素標(biāo)記后，Ｇｅ納米晶與肥大細(xì)胞ＲＢＬ－２Ｈ３表面的??免疫球蛋白Ｅ抗體發(fā)生了交聯(lián)。Ｓｕｊａｙ?Ｐｒａｂａｋａｒ等人報(bào)道了?Ｇｅ量子點(diǎn)的細(xì)胞??毒性是相對(duì)無(wú)毒的，并且通過(guò)對(duì)ＨｅｐＧ２細(xì)胞成像，證明了?Ｇｅ納米晶作為光學(xué)生??物探針的應(yīng)用。??５??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粘結(jié)劑對(duì)形貌各異的石墨負(fù)極電化學(xué)性能的影響（英文）[J]. Rahim Shah,Naveed Alam,Amir A.Razzaq,楊成,陳宇杰,胡加鵬,趙曉輝,彭?yè)P(yáng),鄧昭. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]極性聚合物粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)和物性對(duì)鋰離子電池的影響[J]. 郭容男,韓偉強(qiáng). 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2019(10)
[3]鋰離子電池用新型粘結(jié)劑研究進(jìn)展[J]. 邵丹,王媛,唐賢文,常毅. 化工新型材料. 2018(11)
[4]機(jī)械球磨技術(shù)在材料制備中的應(yīng)用[J]. 張桂銀,查五生,陳秀麗,嚴(yán)峻. 粉末冶金技術(shù). 2018(04)
[5]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題(ⅫⅠ)——電化學(xué)測(cè)量方法[J]. 凌仕剛,吳嬌楊,張舒,高健,王少飛,李泓. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[6]金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 陳國(guó)良. 材料導(dǎo)報(bào). 2000(09)
博士論文
[1]硼和磷摻雜的硅和鍺納米晶體的制備及應(yīng)用[D]. 高煜.浙江大學(xué) 2016
碩士論文
[1]機(jī)械球磨法制備石墨烯量子點(diǎn)及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用[D]. 劉寧.鄭州大學(xué) 2017
本文編號(hào)：2895261
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