鎵銦氧-氮化物的靜電紡制備及性能研究.pdf

1、隨著對新型半導(dǎo)體材料研究的進(jìn)一步深入，鎵銦氧/氮化物半導(dǎo)體納米材料因其量子尺寸效應(yīng)，介電限域效應(yīng)和獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)出一系列新穎的光學(xué)、電學(xué)、氣敏、光催化等特性。使它們在新器件、新技術(shù)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，在全球范圍內(nèi)得到眾多的關(guān)注，并逐漸成為半導(dǎo)體材料研究的熱點(diǎn)。一維氧/氮化物半導(dǎo)體納米材料是一類重要的功能材料，其研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。靜電紡絲具有可控性好、技術(shù)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品具有較高的比表面積，長徑比和獨(dú)特的網(wǎng)狀結(jié)

2、構(gòu)，所以靜電紡已成為制備一維納米材料的一種重要方法。本文通過靜電紡分別制備了氧化鎵、氧化銦、氮化鎵、氮化銦納米纖維及氧化鎵/氧化銦復(fù)合納米纖維。
　　 以PVP和Ga(NO3)3/In(NO3)3為前驅(qū)體，采用靜電紡絲技術(shù)并通過熱處理制備了氧化鎵、氧化銦納米纖維。對制備的纖維進(jìn)行了XRD、FT-IR、Raman、SEM、TG等表征，并對纖維的UV-vis和PL光譜及氧化銦納米纖維的氣敏性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明氧化鎵、氧化銦納米纖

3、維形貌均勻，分別具有單斜和體心立方結(jié)構(gòu)；直徑分別在100～300 nm和200～400 nm之間；纖維的最佳熱處理溫度為900℃；纖維的FT-IR和UV-vis光譜譜峰發(fā)生了藍(lán)移，Raman光譜譜峰發(fā)生了紅移；氧化鎵納米纖維得到了452 nm和526 nm的寬的藍(lán)光和綠光發(fā)射，氧化銦納米纖維得到了612 nm的寬的橙光發(fā)射，氧化銦納米纖維氣敏元件在5 V工作電壓，1000 ppm氣體濃度下對氨氣和甲醇表現(xiàn)出了較好的選擇性，在30天內(nèi)氣敏

4、元件對氨氣、甲醇、乙醇都表現(xiàn)出了較好的穩(wěn)定性。
　　 在靜電紡成功制備氧化鎵、氧化銦納米纖維的基礎(chǔ)上，通過氮化處理制備了氮化鎵、氮化銦納米纖維。對制備的纖維進(jìn)行了XRD、Raman、SEM、TEM、TG等表征，并對氮化鎵納米纖維的UV-vis光譜和PL光譜及對羅丹明6G的光催化性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明纖維形貌均勻，具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，直徑分別在100～200 nm和200～400 nm之間；氮化鎵、氮化銦納米纖維的最佳氮化溫度分

5、別為850℃和600℃，保溫時(shí)間分別為2 h和8 h；氮化鎵纖維在空氣和氮?dú)鈿夥障孪啾鹊熇w維具有更好的穩(wěn)定性；纖維的UV-vis光譜譜峰發(fā)生了藍(lán)移，Raman光譜的譜峰發(fā)生了紅移；氮化鎵納米纖維得到了612 nm的寬的紅光發(fā)射；氮化鎵納米纖維對羅丹明6G表現(xiàn)出了較好的光催化性能，降解濃度為10-5mol/L的羅丹明6G溶液大約需要2 h。
　　 在靜電紡絲成功制備氧化鎵、氧化銦納米纖維的基礎(chǔ)上，通過對靜電紡設(shè)備的簡單改進(jìn)制備