二氧化錫納米結(jié)構(gòu)制備與表征研究.pdf

1、當(dāng)半導(dǎo)體材料尺度達(dá)到納米數(shù)量級(jí),由于量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)、體積效應(yīng)等特性的影響,使得納米半導(dǎo)體材料表現(xiàn)出奇特的電/磁學(xué)、光學(xué)、光電轉(zhuǎn)換、光催化等性能,引起廣泛關(guān)注與研究。隨著納米科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,半導(dǎo)體納米材料將給人類生活帶來(lái)巨大的沖擊,影響生活的方方面面.本文以二氧化錫為研究對(duì)象,通過(guò)簡(jiǎn)易熱蒸發(fā)法成功制備二氧化錫多種納米結(jié)構(gòu).實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)改變退火溫度、退火時(shí)間、源、有無(wú)催化劑等條件調(diào)控二氧化錫納米結(jié)構(gòu)的

2、形貌、尺寸.利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)、X射線能譜儀(EDS)及光致發(fā)光譜(PL)等測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行形貌及結(jié)構(gòu)表征,并分析二氧化錫納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)制.主要內(nèi)容如下:
　　(1)利用簡(jiǎn)易熱蒸發(fā)法以金作催化劑,在1000℃下熱蒸發(fā)錫粉制備出二氧化錫納米顆粒.顆粒直徑大小均勻,范圍在100-600納米之間.研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變退火時(shí)間納米顆粒的形貌發(fā)生很大轉(zhuǎn)變.當(dāng)退火時(shí)間為5

3、0分鐘時(shí),納米顆粒出現(xiàn)凝結(jié)、連成片狀,失去獨(dú)立性。另外通過(guò)光致發(fā)光圖譜表征,二氧化錫納米顆粒在393納米處具有較強(qiáng)發(fā)光峰,探討了發(fā)光峰的來(lái)源.最后討論了二氧化錫納米顆粒的生長(zhǎng)機(jī)制.
　　(2)在沒(méi)有添加任何催化劑情況下,通過(guò)熱蒸發(fā)錫粉1000℃退火60分鐘低成本成功制備二氧化錫納米線.通過(guò)各種測(cè)試手段分析得知該納米線直且均勻,形態(tài)穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)完美且結(jié)晶質(zhì)量較高,通過(guò)PL分析在多處出現(xiàn)發(fā)光峰,并對(duì)二氧化錫納米線的生長(zhǎng)機(jī)制分析發(fā)現(xiàn)符合氣

4、-固生長(zhǎng)模式.
　　(3)用金做催化劑,通過(guò)熱蒸發(fā)錫粉和一氧化錫粉混合物在900℃下分別退火90、100、110分鐘成功制備出二氧化錫納米線.經(jīng)測(cè)試所得納米線為單晶結(jié)構(gòu),較直且均勻,相互交織,形成網(wǎng)絡(luò)狀.在491納米處出現(xiàn)發(fā)光峰,具有良好的發(fā)光特性,有望運(yùn)用于光電子器件.最后對(duì)二氧化錫納米線的生長(zhǎng)機(jī)制進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)該納米線生長(zhǎng)不同于典型的VLS生長(zhǎng)機(jī)制.
　　(4)以金做催化劑,在900℃下退火110分鐘通過(guò)熱蒸發(fā)一氧化錫粉