ⅱⅵ族半导体纳米材料的水热合成、表征及光学性能研究

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1、中文摘要摘要在众多的半导体材料中，II一Ⅵ族半导体纳米材料由于其量子尺寸效应，特殊的形貌以及优异的非线性光学及发光性能，使其受到了深入的研究并得到广泛的应用。本文采用水热法成功合成了CdSe球形纳米晶与CdS纳米棒并且对其性能和反应机理进行了探索与研究。本文的主要内容如下：1．采用水热法，在水．油界面反应体系下，以油酸表面活性剂，代替过去使用的昂贵且有剧毒的TOPO，TOP等反应试剂，制备出CdSe球形纳米晶。通过改变反应物的摩尔比、反应时间、反应温度，控制了反应物形貌，并以此达到了调节其性能的目的。实验样品经过了X．射线衍射(XRD)，紫外．可见吸收光谱(UV-vis)，光致发

2、光光谱(PL)和透射电子显微镜(TEM)表征分析。XRD图谱证实样品为立方相结构；从TEM照片表明CdSe球形纳米晶的直径15．18nm，分散性良好。实验结果还揭示了产物的紫外可见吸收光谱、光致发光光谱与反应物配比、反应时间、温度之fnj的关系。分析了317nm、358nm两处发射峰产生的机理。同时，总结出最佳反应条件。2．采用水热法，分别以乙二胺及乙二胺与水的混合溶液作为溶剂，制备出CdS棒状纳米晶。将两种不同溶剂条件下制得的CdS纳米棒的光学特性(UV-vis，PL)及形貌(TEM)进行对比。并对样品进行XRD表征，XRD图谱证实样品均为六方相结构。对比两种不同溶剂合成纳米棒

3、的形貌，得出最佳条件。分析光致发光光谱中位于330nm和346nm两发射峰的产生原因，指出两发射峰分别是由电子一空位对的复合发光以及乙二胺修饰CdS引起表面陷阱所致。并探讨了表面缺陷对光致发光光谱及纳米棒形貌的影响。对乙二胺作为表面活性剂形成CdS纳米棒的机理进行分析。关键词：水热法；硒化镉；硫化镉；纳米球；纳米棒英文摘要StudyonSynthesis，Characterization，OpticalPropertiesofII一ⅥSemiconductorNanocrystaibyHydrothermalProcessAbstractInmostofsemiconductor

4、materials，II—VInanosemiconductormaterialshavebeeninvestigatedandextensivelyused，forthdrquantumsizeeffect,specialshape,nonlinearopticalandluminescence．Inthisdissertation，CdSenanoparticlesandCdSllano．rodshavebeensuccessfullysynthesizedbyhydrothermalmethod，andtheirpropertiesandgrowthmechanismhav

5、ealsobeenstudiedandinvestigated．ThemaincontentofthisthesisiSasfollows：I．WiththeoleicacidsurfactantreplacingtheoriginalexpensiveandtoxicreagentsofTOPOandTOP,CdSellano—spherehasbeensuccessfullysynthesizedbyhydrothermalmethodunderawater-oilsystem．Theshape,compositionandpropertiesoftheproductcanb

6、eadjustedbychangingtheratioofthereagent,reactiontimeandtemperature．Theproductischaracterizedbyvariousmethods，such弱powderX—raydiffraction(XRD)，ultraviolet-visibleabsorptionphotoluminescence(PL)andtransmissionelectronmicroscopy(TEM)．TheXRDanalysisrevealedthatthecrystalstructureofCdSeproductiscu

7、bicphase．TheTEMphotoshowedthattheCdSenanocrystalsareofgooddispersibilitywithdiameterabout15．18nm．Theratiooi’thereagent，reactiontimeandtemperaturedependenceofUV-visspectraandthePLspectraoftheCdSenanocrystalshavebeenrevealedbytheresultoftheexpe