復雜結構Ⅰ-Ⅵ族化合物微晶的生長與機理研究.pdf

1、無機納米材料的結構控制已成為現(xiàn)代材料合成和納米器件制造過程中一個研究熱點,本論文旨在探索和研究復雜結構無機半導體材料的化學合成新途徑。通過系統(tǒng)調控溶劑熱及液相合成體系中的關鍵性實驗參數,成功實現(xiàn)了復雜結構Ⅰ-Ⅵ族硫屬化合物微晶的合成與構筑。
　　取得的具體研究成果歸納如下:
　　1.通過Cu(NO3)2和單質硫在140℃乙二醇溶劑中的簡單溶劑熱反應,成功合成了一種新穎的銅藍礦CuS微晶,即由四個完全相同的六方片相互交叉,通過

2、最大限度地利用24條棱形成14個高度對稱的腔洞而組成的凹陷十四面體結構。這種具有高度對稱性和復雜結構的晶體也可以被稱為“Escher”晶體。這意味著運用簡單的化學合成技術可以準確地控制溶液中的分形生長過程,從而實現(xiàn)具有高度幾何對稱性的、打破晶體本身微觀對稱性限制的、令人驚奇的微米級復雜晶體結構的控制生長。相同實驗條件下,其它銅源和硫源的反應并不能得到這一獨特結構,因此反應體系中存在的陰離子和硫源釋放出S2-的速度對晶體的生長過程起著關鍵

3、性作用。實驗溫度、反應溶劑以及反應體系中存在的其它離子、表面活性劑等都將對產物晶體的形貌產生顯著影響,通過系統(tǒng)調控以上實驗因素,我們得到了一系列不同形貌的特殊結構CuS微晶,并對各影響因素的作用機理進行了較深入的探討。
　　2.摻雜少量其它金屬離子的金屬硫化物將具有比母體硫化物更優(yōu)越的物理性質如電子和光電子傳導性等,因而在納米器件等領域有著潛在的應用前景。我們用已合成的凹陷十四面體CuS微晶做為模板,通過室溫下與不同體積、不同濃度