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文檔簡介
1、碲化合物納米材料是一種重要的半導(dǎo)體光電材料,具有一系列優(yōu)異的物理和化學(xué)性能,在光電子納米器件和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。相比于同族的硫化合物和硒化合物納米材料,碲化合物納米材料的研究和應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后。因此,系統(tǒng)地開發(fā)不同碲化合物納米材料的合成技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體結(jié)構(gòu)、維度、形貌、表面結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控,深入研究它們的光、電、熱等性質(zhì)具有十分重要的意義。本論文選取碲化合物納米材料為研究對(duì)象,旨在探索和研究微納米尺度碲化合物半導(dǎo)體材料合成
2、的新方法、新路線。開發(fā)了一種復(fù)合熔融堿為媒介的碲化物納米材料合成新途徑;并以此為基礎(chǔ),改進(jìn)并發(fā)展了幾種碲化物納米材料的化學(xué)液相反應(yīng)體系,制備出一些質(zhì)量優(yōu)良的納米碲化物材料,并對(duì)熱、光、電性質(zhì)進(jìn)行了研究。本文的主要研究內(nèi)容包括:
首先,開發(fā)了以復(fù)合堿媒介法(CHM)為基礎(chǔ)的碲化物納米材料新的合成途徑。以復(fù)合熔融堿為反應(yīng)媒介,單質(zhì)碲為碲源,選用不同的還原劑(NaBH4、抗壞血酸和N2H4),在同一反應(yīng)體系中成功地合成了PbTe
3、的微米立方體和納米棒,并通過調(diào)節(jié)合成溫度和反應(yīng)時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)物維度、尺寸和形貌的控制。并對(duì)PbTe晶體的熱電性質(zhì)進(jìn)行了初步的研究,納米PbTe的賽貝克系數(shù)有極大地提高。在加入適量的乙二胺絡(luò)合劑,上述方法被成功應(yīng)用到Ag2Te晶體的調(diào)控合成中,得到了表面清潔、形貌統(tǒng)一的AgETe一維納米線,該Ag2Te納米線在140℃溫度附近,出現(xiàn)β-Ag2Te相與α-Ag2Te相的轉(zhuǎn)變。探索了在熔融堿體系中碲化物合成的調(diào)控機(jī)制,詳細(xì)探討了聯(lián)氨在該體系中
4、的還原、絡(luò)合、晶體生長控制方面的作用。為碲化物納米半導(dǎo)體材料的調(diào)控合成提供了新的思想,開辟了新的途徑。
其次,在調(diào)控合成思想的指導(dǎo)下,運(yùn)用CHM法成功合成碲化物納米材料的合成經(jīng)驗(yàn),開發(fā)了一種簡單、快速、高產(chǎn)率的硫族鉛化合物半導(dǎo)體材料的室溫合成技術(shù)。通過調(diào)整復(fù)合堿與聯(lián)氨的比例,形成室溫下呈液態(tài)的飽和聯(lián)氨堿溶液體系,成功地調(diào)節(jié)了硫族化合物的反應(yīng)動(dòng)力學(xué),合成了尺寸和形貌都非常均勻的PbS,PbSe,PbTe納米立方體。并在此基礎(chǔ)
5、上,進(jìn)一步降低反應(yīng)體系的堿度,在只有聯(lián)氨溶液的體系中,磁力攪拌提供反應(yīng)的動(dòng)力,利用共還原反應(yīng)機(jī)理,在80℃左右的低溫下合成了ZnTe-N2H4的復(fù)合物,經(jīng)過熱分解反應(yīng),獲得了在強(qiáng)堿性溶液中不能穩(wěn)定存在的ZnTe單晶納米棒。探討了低溫下N2H4分子和Te化合物嵌入ZnTe體系中的調(diào)控機(jī)理。該反應(yīng)途徑為碲化物納米材料的合成提供了一個(gè)強(qiáng)有力的手段,進(jìn)一步發(fā)展和完善了化學(xué)調(diào)控合成的方法,豐富了調(diào)控合成思想。
最后,在CHM方法合成
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