Ag2Se納米晶的多型體相變及其催化ZnSe納米線生長(zhǎng)的研究.pdf

1、Ⅱ-Ⅵ族和Ⅰ-Ⅵ族金屬硒化物是一類重要的半導(dǎo)體納米材料，其帶隙通常在0.1到3.0 eV之間，可作為各種紅外探測(cè)器件、發(fā)光裝置、光催化和光敏傳感材料。而研究指出，金屬硒化物的諸多物理、化學(xué)性能與其內(nèi)在結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，并常常展現(xiàn)出結(jié)構(gòu)依賴的物理特性。本論文旨在探索研究Ag2Se納米晶相（結(jié)構(gòu)）控制合成及其相變規(guī)律，以及利用其高溫超離子導(dǎo)體相催化制備一維ZnSe納米線的生長(zhǎng)機(jī)理。
　　納米尺度的一級(jí)固-固相變是固態(tài)物理和化學(xué)研究領(lǐng)域的一

2、個(gè)重要課題，而對(duì)物相依賴的物理、化學(xué)性能的研究也備受關(guān)注。研究中分別采用油胺媒介回流法和PVP協(xié)助的溶劑熱法成功制備出了亞穩(wěn)四方(t) Ag2Se納米晶，進(jìn)而對(duì)比研究了Ag2Se納米晶多型體(即四方(t)，正交(β)，和立方(α))之間的相變過(guò)程及規(guī)律。DSC和變溫的XRD研究結(jié)果表明，通過(guò)兩種不同方法合成的t-Ag2Se納米晶在穩(wěn)定性和相轉(zhuǎn)變行為方面存在顯著的差異。油胺回流法制備的t-Ag2Se納米晶表現(xiàn)出對(duì)溫度和時(shí)間敏感的亞穩(wěn)定性，

3、在DSC熱循環(huán)過(guò)程中經(jīng)歷了t→β→α→β相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，其中t→β相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是一個(gè)放熱和不可逆的過(guò)程。有趣的是，通過(guò)油胺回流法在不同后處理和穩(wěn)定條件下還可以合成β-Ag2Se，此時(shí)β→α相變過(guò)程是可逆的，其相變行為和其溫度與文獻(xiàn)報(bào)道一致。不同的是，PVP協(xié)助的溶劑熱法合成的t-Ag2Se納米晶則較為穩(wěn)定，展現(xiàn)出一個(gè)直接的、可逆的t→α相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)β相結(jié)構(gòu);然而，當(dāng)加熱到更高的溫度時(shí)，例如≥250℃，t相結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和t→

4、α相變的可逆性將會(huì)被破壞，此時(shí)在DSC循環(huán)中出現(xiàn)t→α→β相變過(guò)程。其原因可歸結(jié)于樣品的燒結(jié)和尺寸的增加。研究中我們把亞穩(wěn)四方t相的形成歸因于當(dāng)合成溫度(160-220℃)冷卻到室溫時(shí)，Ag2Se發(fā)生α→t相的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。此外，我們基于尺寸、形狀（即表面特性）及缺陷對(duì)固-固相變熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的影響，討論了兩種方法合成的t-Ag2Se納米晶體其穩(wěn)定性和相變行為差異的原因。
　　立方α-Ag2Se是高溫超離子導(dǎo)體，具有高密度的Ag+離子

5、空位、快速移動(dòng)的Ag+離子以及剛性的Se2-亞離子格子。本論文基于我們組最近提出的溶液-固體-固體(Solution-Solid-Solid，SSS)納米線催化生長(zhǎng)機(jī)理，利用高溫超離子導(dǎo)體相Ag2Se納米晶為催化劑，研究一維ZnSe納米線/棒在溶液中的催化生長(zhǎng)。在納米線催化生長(zhǎng)機(jī)理中，催化劑顆粒通常保留在納米線的一端，這可以用來(lái)制備一維異質(zhì)結(jié)的納米材料?；谶@一特性和液相催化生長(zhǎng)路線，本論文成功合成了由Ag2Se催化劑顆粒“頭部”和Zn