氧化铟纳米纤维的合成及物性研究

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1、摘要氧化铟(111203)是重要的光电子功能材料，其一维纳米结构在短波长发光(激光)二极管、场发射器件、化学传感器等光电纳米器件领域有巨大的应用潜力。本论文在In203基纳米纤维材料的制备和物性等方面开展了一系列研究工作，取得如下主要结果：1．使用硝酸铟和高分子聚丙烯腈作为前驱物，通过静电纺丝技术结合后热处理方法，制备了In203纳米纤维。产物具有方铁锰矿结构(体心立方)；纤维是由h203纳米晶组装而成的多晶体。随热处理温度的升高，纳米晶逐渐长大并相互融合，h1203纳米纤维的近带边吸收峰逐渐红移。结合理论计算，文中讨论了包括量

2、子限域效应、Burstein．Moss效应在内的影响带宽的多种因素。2．通过静电纺丝结合后热处理方法，制备了具有不同Fe掺杂浓度的In203：Fe纳米纤维。x射线衍射、X射线光电子能谱以及扫描电子显微镜的研究结果表明：Fe离子已进入In203晶格，形成替位掺杂；Ill203：Fe纳米纤维是具有方铁锰矿结构的、单相的多晶体，有很高的长径比。随着Fe掺杂浓度的升高，In203：Fe的晶格常数连续减小，近带边吸收峰逐渐红移；同时，晶格无序性也导致R咖an散射峰的展宽。少量Fe掺杂的In203：Fe纳米纤维表现出室温铁磁性。但是，由于铁

3、磁耦合与反铁磁耦合之间存在相互竞争，增加Fe的掺杂浓度显著弱化了h1203：Fe纳米纤维的铁磁行为。关键词：氧化铟；纳米纤维；物理性质Abstracthldium∞dde(IIl203)isaniIl驷rtaIltoptoelec臼．0Ilic劬ctionalmaterial，itsone￡IimensionaLlnanostmctllreshavepotentialapplicationsinoptoelectrDIlicnanodeVices，such弱shon-waVelength1ight-elnitting(1aSer

4、)diodes，矗eldemissiondevices，Che面calsensorsetc．h1t11ismesis，ourresearchworksarefocusedontlles)，11mesisa11dphysicalpropeniesofIIl203basednanofibers．1．IIl203nan06bersarepr印aredbyelectrospimlingaprecursor觚xtureofIIl(N03)3／f'AN，f01lowedbythe彻altre咖entofmeelectrospllllcomp

5、ositenanofibersi11air．Theproductsllaveabody-cemeredcubicbixb)rites仇lctllre．Thepolyc巧stalliIlenallo舳erisassembled蛋吣mh1203n锄oc巧stals．With缸lesinteringtemperatureincreasing，t11enear_ban小edgeabsorptionred．stlifIgraduallytowardlongerwaVelen舀lls，aIldmesizesoftheIn203mnoc巧st

6、alsincrease．Somef．actorstllatafI’ecttheene唱yg印ofIn203llaIlofibers，includingthequantll

7、nconfinemente虢cta11dtheBurstein-Mosssmft，arediscussedin曲口讲y2．Fe-dopedh1203nallo胁erswimdifrerentFeconcentrationsarepr印aredbythecombinationofelectrospi彻ingteclllliqueandpost—the肌a1tre

8、atIIlent．Ⅺ①，XPSandSEMinvestigationsirldicatethattheFeionshavesubstitIltedf．0rInj十la：tticesites，锄d111203：FenaIlo助erswithalli曲ratioof1en舀htodi锄eterisp01ycr)，stalline，single—phase锄dbixbyiteinstmcture．WithFeconcentrationincreasing，me1atticeconstaIltsofIn203：FedecreaSecon

9、ti姗ously，nlenear-band—edgeabso巾tionred—shjft伊adually’a11d黜吼anpeaksarebroadenedduetothegubstitutionaldisorder．In203naIlofibersdopedw