有機胺體系中半導(dǎo)體自組裝納米結(jié)構(gòu)的控制合成與性能研究.pdf

1、本論文采用混合溶劑熱法合成了各種硫?qū)侔雽?dǎo)體納米／微米材料，探討了產(chǎn)物的形成機理，并對產(chǎn)物進行初步的性能探索。在乙二胺-水-水合肼組成的三元混合溶液中，合成了1D[ZnSe：Cu2+](ethylenediamine)0.5有機-無機雜化材料，熱處理后制備了相應(yīng)的ZnSe：Cu2+一維納米結(jié)構(gòu)；在四乙烯五胺-水-水合肼組成的三元復(fù)合溶劑體系，通過調(diào)節(jié)各種實驗參數(shù)，實現(xiàn)了ZnSe納米帶、納米線以及納米帶／納米棒自組裝微球的控制合成；在四乙烯

2、五胺-水組成的二元復(fù)合溶劑體系，通過調(diào)整反應(yīng)參數(shù)，制備了各種ZnS等級結(jié)構(gòu)，包括納米帶束組裝的花狀結(jié)構(gòu)、超細(xì)且柔韌納米帶網(wǎng)絡(luò)、納米棒自組裝的空心和實心的海膽狀微球，探討了納米帶的形成機理并研究了產(chǎn)物的光學(xué)性質(zhì)和場發(fā)射性質(zhì)。本論文的主要內(nèi)容歸納如下： 1.在乙二胺-水-水合肼組成的三元混合溶液中，加入不同量的CuSO4，制備了各種形貌的1D[ZnSe：Cu2+](ethylenediamine)0.5有機-無機雜化結(jié)構(gòu)，以這些雜化

3、體為前驅(qū)物，在氬氣保護下的石英管中于500-600℃進行熱處理獲得了各種形貌的ZnSe：Cu2+單晶1D納米結(jié)構(gòu)，形狀從納米線束到近螺旋狀和骨狀納米線，不同于未摻雜的ZnSe納米線束結(jié)構(gòu)。純ZnSe納米線束為纖鋅礦結(jié)構(gòu)，而ZnSe：Cu2+1D結(jié)構(gòu)為閃鋅礦和纖鋅礦共存，實現(xiàn)了由六方相到立方相的相轉(zhuǎn)變。取得的研究成果發(fā)表在Journal of Physical Chemistry C雜志上。 2.發(fā)展了四乙烯五胺-水-水合肼組成的

4、三元復(fù)合溶劑體系，控制合成了ZnSe納米帶、納米線以及納米帶／納米棒自組裝的微球。實驗結(jié)果表面反應(yīng)溫度對產(chǎn)物的形貌有很大的影響，180℃時產(chǎn)物為納米帶，當(dāng)溫度升高至200℃，其他條件不變時，產(chǎn)物變?yōu)榧{米線。另外混合溶劑體積也會影響產(chǎn)物的形貌和尺寸，當(dāng)水的體積達到45 mL時產(chǎn)物的形貌發(fā)生了很大的改變，為各種納米帶束／納米棒組裝的微球。根據(jù)納米帶的時間演化過程，提出了由有機-無機ZnSe前驅(qū)物原位分解生成ZnSe的固固反應(yīng)機理，而空心微球

5、的生長則是以N2氣泡為軟模板通過納米棒組裝而成；對各種形狀的產(chǎn)物進行了光致發(fā)光性質(zhì)的研究，納米帶在438，449和457 nm處有三個強的發(fā)光峰，而棒組裝的空心微球在低能量500-700 nm處有強的發(fā)射峰，而且表現(xiàn)出寬化。該研究工作發(fā)表在Chemistry-A European Journal雜志上。 3.發(fā)展了四乙烯五胺-水組成的二元復(fù)合溶劑體系，控制合成了ZnS各種等級結(jié)構(gòu)。實驗證明各種反應(yīng)參數(shù)如混合溶劑體積比、反應(yīng)溫度和

6、反應(yīng)時間對產(chǎn)物形貌和尺寸的影響。調(diào)節(jié)Zn(Ac)2與雙硫腙的摩爾比從1：2，1：3，2：1到2：2，分別合成了海膽球，納米片和納米短棒組裝的ZnS微球，納米帶束組裝的花狀結(jié)構(gòu)和超細(xì)且柔韌納米帶網(wǎng)絡(luò)。改變反應(yīng)溫度時，制備了納米棒自組裝的空心和實心的海膽狀微球。通過表征納米帶生長過程中的階段產(chǎn)物，提出了TEPA輔助逐漸晶化和后續(xù)自組裝的生長機理。檢測了產(chǎn)物的光致發(fā)光性質(zhì)，譜圖證明產(chǎn)物在550-600 nm處顯示了很強的發(fā)光性質(zhì)；ZnS納米帶