ZnS-Mn一維納米超晶格材料制備及其光學(xué)性能的研究.pdf

1、ZnS是一種重要的寬禁帶直接帶隙Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)良光電性能，因此在紫外激光器，光電探測(cè)器和太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。本文采用熱蒸發(fā)的方法對(duì)ZnS一維納米材料的制備條件進(jìn)行探索，并成功制備出了ZnS∶Mn的一維納米超晶格結(jié)構(gòu)的材料，并對(duì)其進(jìn)行形貌、結(jié)構(gòu)表征和光學(xué)性能的分析。具體內(nèi)容如下:
　　1.采用一種簡(jiǎn)單的熱蒸發(fā)方法合成了ZnS一維和層狀的納米結(jié)構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn)了襯底的溫度和金催化對(duì)ZnS納米結(jié)構(gòu)的形貌起著非常重

2、要的作用。在鍍金的Si襯底上制備得到了一維結(jié)構(gòu)的ZnS納米線和納米帶;而在沒(méi)有鍍金的襯底上制備得到了層狀結(jié)構(gòu)的ZnS納米材料。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)觀察到ZnS納米結(jié)構(gòu)的形貌隨制備條件的不同而發(fā)生了改變。常溫光致發(fā)光的測(cè)量結(jié)果顯示了在325nm的激發(fā)波長(zhǎng)下，樣品分別在345nm，395nm和460nm處有三個(gè)發(fā)光峰。
　　2.通過(guò)熱蒸發(fā)的方法成功制備出了ZnS微米鋸和微米塔，其合成機(jī)制分別為氣相-液相-固相生長(zhǎng)機(jī)制

3、和氣相-固相生長(zhǎng)機(jī)制。我們觀察到金催化劑對(duì)ZnS微米結(jié)構(gòu)的形貌起到了決定性的作用。鋸齒狀結(jié)構(gòu)的ZnS微米結(jié)構(gòu)是在鍍金的藍(lán)寶石襯底上合成得到的，而塔狀結(jié)構(gòu)的ZnS微米結(jié)構(gòu)則是在沒(méi)有鍍金的藍(lán)寶石襯底上合成得到的。微米結(jié)構(gòu)的改變是通過(guò)掃描電子顯微鏡表征的。微米結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征是通過(guò)X射線衍射和高分辨透射電鏡表征的。激發(fā)波長(zhǎng)為325nm的常溫光致發(fā)光譜表明了樣品分別位于～400nm，～480nm，～520nm和～580nm處存在四個(gè)發(fā)光峰。

4、>　　3.我們第一次報(bào)道了采用簡(jiǎn)單的熱蒸發(fā)的方法在鍍金的Si襯底上制備出了(3C-ZnS)n/(2H-ZnS)m超品格結(jié)構(gòu)的ZnS∶Mn納米帶。高分辨透射電鏡呈現(xiàn)了它是一種自主裝的ZnS纖鋅礦結(jié)構(gòu)和閃鋅礦結(jié)構(gòu)的原子層沿著垂直于ZnS納米帶生長(zhǎng)方向交替生長(zhǎng)的超晶格結(jié)構(gòu)。這種ZnS∶Mn納米帶的寬度均為100-800nm，長(zhǎng)度從幾十到幾百微米不等，其中的六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)的原子層是沿著[100]軸線方向和[001]垂直方向生長(zhǎng)，而閃鋅礦結(jié)構(gòu)的原