一維氧化鋅和硒化鋅的可控制備及其光電化學(xué)性能.pdf

1、Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體納米材料由于其獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)等性質(zhì)，引起全世界納米材料領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。ZnSe和ZnO是其中具有代表性的納米材料。ZnSe能帶寬度為2.67 eV，由其制備成的器件已應(yīng)用于光發(fā)射裝置、圖像檢測(cè)器、太陽能電池等的制備;ZnO能帶寬度為3.37 eV，由于良好的光吸收性及光生電子聚集性，廣泛應(yīng)用于染料敏化太陽能電池的制備，光分解水及壓電材料的開發(fā)。
　　納米材料的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、純度等均對(duì)其性能產(chǎn)生重要影響，本文旨在通

2、過對(duì)硒化鋅和氧化鋅合成方法的研究，探尋其生長機(jī)理，實(shí)現(xiàn)其可控性合成。并且探究相應(yīng)光電化學(xué)性質(zhì)。
　　論文的主要內(nèi)容有:
　　1.以Ag2S或者Ag2Se為催化劑，以油胺為反應(yīng)介質(zhì)，采用溶劑熱法在120℃條件下，成功制備了纖鋅礦相ZnSe超長納米線，納米線半徑4.2 nm，且粗細(xì)分布十分均勻。通過對(duì)不同的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等條件下產(chǎn)物形貌的分析，初步歸納ZnSe的生長機(jī)理。
　　2.通過液相法，分別以Zn(Ac)2、Zn

3、(NO3)2為鋅源、以Se粉為Se源，在油胺中隔絕空氣反應(yīng)4.5小時(shí)，成功制備出ZnSe納米棒及ZnSe納米線。其中ZnSe納米棒長54 nm，半徑1.6n m; ZnSe納米線半徑2.7nm。通過對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及不同Se源的探討，發(fā)現(xiàn)無催化劑合成ZnSe納米材料的過程主要受成核過程的控制。
　　3.以ITO玻璃為基底，通過液相合成法，在ITO玻璃基底上成功制備ZnO薄層。該方法不需要在ITO玻璃基底上預(yù)置種子層或催化劑，生

4、成的ZnO納米材料具有多層分叉結(jié)構(gòu)，厚度約為50μm，且體現(xiàn)出良好的附著力，能夠承受去離子水的沖洗。ZnO薄層的微觀結(jié)構(gòu)為“劍麻狀”ZnO納米線團(tuán)簇。ZnO納米線團(tuán)簇平均半徑為6μm，由六方相ZnO納米線構(gòu)成。通過觀察反應(yīng)時(shí)間、溫度以及溶液pH值對(duì)ZnO形貌的影響，歸納出ZnO的生長機(jī)理。以此法制備的ZnO薄膜作為電極，進(jìn)行了光化學(xué)分解水的實(shí)驗(yàn)。在100 mW/cm2的光照下，測(cè)得ZnO薄膜在O2還原電位處的光電流密度為0.45 mA/