锡氧化物半导体纳米材料的合成、表征与性能研究

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：翻澄乳日期：型!关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采

2、用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：蠲殖钆导师签名：邋日期：塑生!：竺山东犬掌博士学"rer论文中文摘要介于宏观与微观领域的介观领域，近年来成为物理、化学、材料以及生物等学科的研究重点。由该领域独立出来的纳米体系(1～100nm)和建立在对它深入研究基础上的纳米科技

3、池、保护性涂层和对某些还原性气体检测的气敏元件等领域表现出的潜在应用前景而日益引起研究者的关注。基于上述原因，本论文从对氧化锡纳米体系的掺杂改性入手，创新的使用低温氮化处理过程对该纳米体系进行探讨：结合高分子模板技术，在使用高分予模板法诱导合成低维或准一维氧化锡纳米材料方面取得突破性进展，合成出具有奇异荧光特性的准一维Sn02纳米体系。并且以实验为依据提出了可能的合成、生长机理。其主要研究内容归纳如下：1．在对比配合物前躯体化学沉淀法和溶胶凝胶法制备氧化锡纳米晶的基础上，选择了简便易操作的溶胶～凝胶法合成了过渡金属掺杂纳米Sn02体系，并用X

4、RD、TEM／HRTEM、FTIR和uV-Vis等实验技术对不同掺杂体系进行了表征，并就掺杂效应对各掺杂体系的最大吸收波长和光学带隙能的影响进行了详细讨论。2．在本实验室现有条件下，使用自制管式炉对纳米Sn02体系在不同温度进行了原位低温氮化。TEM／HRTEM微结构分析表明氧化锡纳米晶经高于200"(2原位氮化处理后，纳米晶颗粒排布出现～定程度的取向连生；此外氮化过程还对原纳米晶体系的光学性能产生了明显影响。通过不同温度氮化处理的氧化锡纳米晶体系红外和紫外特征光谱的对比分析，讨论了氮化过程影响光学性能和微结构特征的可能机理。3．首次提出并设

5、计使用了合成准一维氧化锡半导体纳米材料的新体系——高分子聚合物模板辅助溶剂热方法诱导合成低维(准一维)纳米半导体氧化物体系，首次制备出呈梳子齿状分布排列的sn02纳米棒簇。并且在XRD物相分析和结合TEM的SAED分析中首次证明在制各的纳米棒簇中共同存在的四方金红石相和面心立方山东大掌博士学位论文相氧化锡，在此基础上发现并证明了面心立方相与四方相之间的转化过程，讨论了纳米棒簇的成长机理。此外，对Sn02纳米棒簇的室温荧光光谱RTPL研究表明，该纳米体系在300～800nm范围内同时出现了紫、蓝、绿、黄光的激发峰，对这一奇特现象进行了分析，并尝

6、试对其发光机理进行了讨论。总之，本文旨在在合成、制备不同尺寸、形貌和结构的纳米材料体系的基础上，通过对微结构表征和光学性能分析等手段，以期建立纳米材料体系中不同形貌、微结构与特征光学性能的对应关系，从而真正实现纳米材料在功能器件领域的实际应用。关键词：锡氧化物；纳米材料；合成：表征；性能研究山东大掌博士学位论文AbstractNowadays，thestudiesbetweenmicrocosmicandmacroscopicalscopeshavecaughtmoreandmoreintensionsoftheresearchersofph

7、ysics，chemistry,materialsandbiology．Theoano—systemsseparatedfromthisfieldthenano—scienceandtechnology(Nano—STlbasedonthelucubratedresearchofflano—systemsaregoingtobecomethecenterofnaturalsciencestudythiscentury．Thestudyofsynthesisandpropertyofnano—materialhasalreadycomeinto

8、anewstage．Amongthesestudies，researchesOfftransparenttinoxidesemiconductornano—mate