GeO-,2-和In-,2-Ge-,2-O-,7-一維納米結構的氣相合成與發(fā)光性能研究.pdf

1、由于納米尺度的一維材料在基礎科學研究和潛在的技術應用方面極其重要而引起人們的廣泛關注.準一維納米材料,主要包括納米線/棒、納米管、納米帶、納米針、納米同軸電纜、異質(zhì)結和超晶格納米線等.在這些材料中,氧化物一維納米材料是人們重點的研究對象.盡管一維氧化物納米材料的研究已經(jīng)取得了相當大的進步,但如何在所需形貌、成分、結構和性質(zhì)的制備上實現(xiàn)可控仍然是一個很大的挑戰(zhàn).本論文的第一部分內(nèi)容就是如何用簡單的熱蒸發(fā)方法制備出GeO<,2>納米線陣列.

2、后面兩部分分別是三元化合物In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶和鏈狀In<,2>Ge<,2>O<,7>芯/非晶GeO<<2>殼納米電纜的制備、表征和發(fā)光性能研究.主要的研究工作及結果如下: 1.GeO<,2>納米線陣列的合成、表征、生長機制和發(fā)光特性的研究我們用傳統(tǒng)的熱蒸發(fā)方法,以Si(111)作為襯底,制得了GeO<,2>納米線陣列.分析表明GeO<,2>納米線陣列以自催化VLS機制生長.用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(T

3、EM)、能量彌散X射線衍射儀(EDS)和光致發(fā)光光譜(PL)等測試手段對制得產(chǎn)物的形貌、微觀結構和光學性能進行了研究.GeO<,2>納米線的直徑和長度分別為100nm和幾微米左右,納米線端部的球形顆粒的直徑大概為幾百納米.GeO<,2>納米線對電子束的輻射非常敏感.當有能量比較大的電子束打在GeO<,2>納米線上時,GeO<,2>納米線發(fā)生了單晶到非晶的轉變.室溫下的GeO<,2>納米線陣列的光致發(fā)光光譜顯示出一個峰值為411nm的紫光

4、峰和兩個峰值分別為448nm和471nm的藍光峰. 2.三元化合物In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶的合成和光致發(fā)光性能在沒有使用催化劑的情況下,用簡單的熱蒸發(fā)方法成功地合成了大量的In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶.In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶的生長過程是基于-固生長機制.用掃面電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能量彌散X射線衍射儀(EDS)和光致發(fā)光光譜(PL)等測試手段對制得產(chǎn)物的形貌、微觀結構和

5、光學性能進行了研究.In<,2>Ge<,2>O<,7>具有層狀的鈧釔石型(Sc<,2>Si<,2>O<,7>)結構.In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶生長方向是[210],寬度、厚度和長度分別在300-500nm、50-70nm和幾十到幾百微米左右.在室溫光致發(fā)光光譜中可以觀察到一個強而且很寬的在410nm處的發(fā)光峰. 3.鏈球狀In<,2>Ge<,2>O<,7>芯/非晶GeO<,2>殼納米電纜的合成和發(fā)光特性通過簡單的熱

6、蒸發(fā)方法成功地合成了新奇的鏈球狀In<,2>Ge<,2>OP<,7>芯/非晶GeO<,2>殼納米電纜.納米電纜的生長過程是基于氣-固生長機制.用掃面電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能量彌散X射線衍射儀(EDS)和光致發(fā)光光譜(PL)等測試手段對制得產(chǎn)物的形貌、微觀結構和光學性能進行了研究.研究表明鏈球狀的納米電纜的芯部是單晶In<,2>Ge<,2>O<,7>納米線,直徑大概是30nm,殼層是非晶GeO<,2>的鏈狀結構.在室溫測得的