三維納微米材料的制備、結(jié)構(gòu)表征及發(fā)光性能研究.pdf

1、作為一門(mén)新興的交叉性學(xué)科,納米科學(xué)技術(shù)在材料學(xué)、生物學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)以及微加工技術(shù)等多項(xiàng)領(lǐng)域中正在發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,在各項(xiàng)領(lǐng)域中所取得的成就及其所帶來(lái)的影響也是有目共睹的。近些年納米技術(shù)領(lǐng)域有了很大的發(fā)展,各種納米材料諸如納米線、納米膜、納米顆粒等相繼被合成。這些納米材料相對(duì)與一般性的材料具有較高的比表面積,因此它們展現(xiàn)出了一些奇特的物理化學(xué)性質(zhì),并且在實(shí)驗(yàn)方法不斷改進(jìn)下納米材料的性質(zhì)得到提升,在應(yīng)用上也有了更多的發(fā)

2、展空間。
　　 本文使用兩種簡(jiǎn)單的方法制備出了三種結(jié)構(gòu)的納米和微米級(jí)的納米材料,包括熱蒸發(fā)制備ITO八面體納米結(jié)構(gòu)和SnO2納米顆粒,利用水熱法制備出In2S3納米球,并且借助于X射線衍射儀(XRD),場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE—SEM),透射電鏡(TEM)及能譜分析(EDS)和光致發(fā)光光譜(PL)等測(cè)試分析這些納米材料的形貌、成分、結(jié)構(gòu)、發(fā)光性能,并初步探索了其生長(zhǎng)機(jī)制。以下是本文的主要研究成果:
　　 1.氧化銦錫八面體納

3、米結(jié)構(gòu)的制備產(chǎn)用熱蒸發(fā)制備方法,利用碳化還原反應(yīng)制備出ITO八面體納米材料,從掃描電鏡和透射電鏡可以清晰得看到大量的八面體結(jié)構(gòu),表面光滑,棱角分明,并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其它結(jié)構(gòu),尺寸在50-300nm之間,保溫時(shí)間減少得到的是十四面體,或者說(shuō)是未長(zhǎng)成的八面體,因此我們得出只有將保溫時(shí)間延長(zhǎng)至2h,才能滿(mǎn)足八面體的生長(zhǎng)條件。樣品的光致發(fā)光光譜中在417nm和437nm得到兩個(gè)發(fā)光峰,分析將其歸因與氧空位導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)缺陷。最后分析了八面體的生長(zhǎng)機(jī)制為外

4、延性VS生長(zhǎng)機(jī)制,提出了一種八面體形成的可能因?yàn)椤?br>　　 2.SnO2納米顆粒的制備及其光學(xué)性能研究通過(guò)一種簡(jiǎn)單的熱蒸發(fā)的制備方法得到了SnO2納米顆粒,較之過(guò)去的研究簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)成本。利用X射線衍射(XRD)分析產(chǎn)物的物相和結(jié)構(gòu),利用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)分析產(chǎn)物的行貌特征,利用光致發(fā)光光譜儀(PL)分析測(cè)試產(chǎn)物的發(fā)光性能。結(jié)果顯示,我們所得到的樣品是產(chǎn)量很大,顆粒尺寸(15-30nm)較小的納米顆粒,

5、對(duì)應(yīng)的物相是四方晶系金紅石結(jié)構(gòu),結(jié)晶性很好,計(jì)算得出的晶粒尺寸在17—26nm之間。光致發(fā)光光譜上在560nm位置有一個(gè)明顯發(fā)光峰,我們認(rèn)為是氧空位或者錫氧空位導(dǎo)致的。
　　 3.In2S3納米片自組裝形成微米球本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)水熱合成法獲得In2S3微米球,掃面電鏡和透射電鏡的形貌圖片顯示微米球是由大量納米片組成的。通過(guò)幾組對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以得出以下結(jié)論:保溫時(shí)間必須保持在12h；只有原材料為硫脲時(shí)提供S元素才能夠獲得所需樣品,硫代乙酰