ZnCdSe和NiP納米體系的XAFS研究.pdf

1、納米材科的研究是目前材料科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，納米科技被共認(rèn)為是21世紀(jì)最具有前途的科研領(lǐng)域。納米尺度(1-100nm)物體的性質(zhì)由于受到量子效應(yīng)、尺寸效應(yīng)、表而效應(yīng)以及其它一些特殊效應(yīng)的影響，往往導(dǎo)致納米物質(zhì)的電子學(xué)、熱力學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了根本性的改變并出現(xiàn)一些新奇的現(xiàn)象。本論文中，以?xún)?yōu)良光電性能的Cd摻雜ZnSe半導(dǎo)體量子點(diǎn)和具有催化活性的NiP納米非晶態(tài)合金為研究對(duì)象，運(yùn)用時(shí)間分辨的同步輻射XAFS觀測(cè)了Cd摻雜ZnSe

2、量子點(diǎn)的生長(zhǎng)過(guò)程；利用XAFS結(jié)合透射電鏡、X射線(xiàn)衍射等實(shí)驗(yàn)方法探索了P含量對(duì)NiP納米非晶態(tài)合金結(jié)構(gòu)的影響。
　　 本論文主要包括以下內(nèi)容：
　　 1.Cd摻雜ZnSe量子點(diǎn)生長(zhǎng)的原位XAFS研究
　　 利用流動(dòng)式反應(yīng)器原理，研制出適用于觀測(cè)納米材料液相生長(zhǎng)過(guò)程的同步輻射時(shí)間分辨的原位XAFS實(shí)驗(yàn)裝置，并運(yùn)用該裝置和快速XAFS技術(shù)原位實(shí)時(shí)地測(cè)量了水相合成L-谷胱甘肽包覆的Zn1-xCdxSe量子點(diǎn)的生長(zhǎng)過(guò)程中

3、Se原子局域結(jié)構(gòu)的變化。通過(guò)對(duì)Se K邊EXAFS數(shù)據(jù)的分析，證實(shí)了ZnSe量子點(diǎn)的生長(zhǎng)遵循Ostwald熟化機(jī)理，其生長(zhǎng)過(guò)程分為快速成核過(guò)程和之后的緩慢生長(zhǎng)過(guò)程兩步。量子點(diǎn)晶格發(fā)生了收縮以減小表而能從而使總自由能最小，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，量子點(diǎn)的尺寸增大，Se-Zn鍵收縮的現(xiàn)象有所緩解。摻入Cd后，ZnSe量子點(diǎn)的晶格發(fā)生膨脹，結(jié)構(gòu)無(wú)序度增大。研究結(jié)果顯示了時(shí)間分辨XAFS技術(shù)在研究液相合成納米材料的生長(zhǎng)過(guò)程中的巨大潛力。
　　

4、 2.不同磷含量下NiP納米非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)
　　 利用X射線(xiàn)吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)和X射線(xiàn)衍射(XRD)研究了化學(xué)還原法制備的不同磷含量的Ni100-xPx合金的原子和電子結(jié)構(gòu)。用苯加氫為探針表征了納米非晶態(tài)合金NiP的催化性能，建立了NiP納米非晶態(tài)合金的磷含量、結(jié)構(gòu)、性能三者之間的關(guān)系。結(jié)果表明，當(dāng)x=10時(shí)，磷元素的摻入導(dǎo)致了NiP樣品中fcc結(jié)構(gòu)的鎳晶格扭曲和膨脹，Ni-Ni第一近鄰配位的鍵長(zhǎng)約增加0.03(A)。