形狀可控的金屬VIA族半導(dǎo)體的γ-射線輻射法合成.pdf

1、在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料制備技術(shù)中，γ-射線輻射法是一種技術(shù)特點(diǎn)非常鮮明的方法。本研究將電離輻射技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體納米材料制備技術(shù)中，研究不同體系與條件下，γ-射線輻射法半導(dǎo)體納米材料的可控組裝行為，發(fā)展和優(yōu)化半導(dǎo)體納米材料制備新方法。經(jīng)過精心地構(gòu)思與巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用60Coγ-射線輻射技術(shù)，常溫常壓下分別成功地制備了半導(dǎo)體硫(硒)化物三維空心結(jié)構(gòu)和空心球、硫(氧)化物的一維結(jié)構(gòu)、二元和三元硫化物的納米球，并初步探討了其形成的可能機(jī)理及影響因

2、素。相關(guān)實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用輻射化學(xué)新體系研究的有益探索與嘗試，本研究成果大大地豐富了輻射化學(xué)基礎(chǔ)理論知識，也為未來相關(guān)合成提供重要的指導(dǎo)與參考。本論文主要內(nèi)容歸納如下： 1.利用γ-射線輻射法，以水溶性高分子PVP為助劑，簡單一步過程獲得了半導(dǎo)體化合物CdSe空心結(jié)構(gòu)，其直徑大小為25～180nm、壁厚在3～7nm之間。通過巧妙的設(shè)計(jì)，利用γ-射線輻射PMMA-CS2-ethanol-M2+體系(M2+=Ni2+，pb2+)，分別制備出

3、大小為500nm、壁厚為20nm均勻的硫化鎳和硫化鉛空心微球，可以說，該途徑在制備空心微球方面有一個特別的創(chuàng)新和突破。 2.常溫、常壓下，以陽離子表面活性劑CTAB為結(jié)構(gòu)生長導(dǎo)向輔助劑，一步輻射途徑成功地大批量制備了大小均勻、單分散性好的單晶ZnO六棱柱的結(jié)構(gòu)。分別討論了影響ZnO六棱柱形成的三個重要因素：a)纖鋅礦自身的結(jié)構(gòu)；b)CTAB的作用；c)輻射時間/或輻照劑量。此外，以CTAB為生長輔助劑，60℃條件下通過化學(xué)溶液途

4、徑制備出完美、規(guī)整的ZnO納米花形結(jié)構(gòu)。此方法簡單易行，且本實(shí)驗(yàn)溫度是目前已報(bào)道能夠獲得ZnO納米花的最低溫度，還進(jìn)一步討論了可能形成ZnO花形結(jié)構(gòu)的機(jī)理。 3.根據(jù)納米級金屬單質(zhì)在空氣中可能極易被氧化的特性，設(shè)計(jì)了簡單的輻射還原再氧化的實(shí)驗(yàn)路線，制備出單分散性的指南針狀納米單晶Mn3O4。到目前，這也是首次報(bào)道這種獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu)。利用直徑為100nm左右的SiO2納米球所堆積的空隙，在其空隙中首先填入PAM凝膠，進(jìn)而得到SiO

5、2/PAM模板，然后將該模板放入含有NiSO4·6H2O和Na2S2O3·5H2O溶液中浸泡至溶脹平衡，接著把溶脹平衡的溶液放進(jìn)鈷源室輻照達(dá)最佳劑量，反應(yīng)結(jié)束后，通過HF溶液浸泡和高溫加熱的方法依次除去SiO2和PAM模板，最終成功地制備出Ni3S2單晶納米線。4.非離子型表面活性劑PVP在水溶液中會形成球形膠團(tuán)或膠束，設(shè)計(jì)并利用其內(nèi)部的生長空間，在γ-射線作用下，成功地合成了Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體化合物的二元和三元硫化物單分散性的納米球，制備