硒化铟纳米结构的合成、表征及光电应用

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1、万方数据苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。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。本人承担本声明的法律责任。论文作者签名：盔监日期：型：至：型万方数据苏州大学学位论文使用授权声明IIIIlllIIIllIJIIllIllllIllIY2731988本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。

2、本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所(含万方数据电子出版社)、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文口本学位论文属在年一月解密后适用本规定。非涉密论文睹论文作者签名：奎邀日导师签名：至丝堑二日期：丝!±：圣：兰!期：!!眨：三：聋／万方数据硒化铟纳米结构的合成、表征及光电应用中文摘要纳米材料因具有超越体相材料的优异物理化

3、学性能，使其在材料科学研究和器件应用中有着巨大的潜力，现已成为当今材料科学领域的研究热点。硒化铟(In2Se3)纳米材料由于在相变存储器、光探测器、太阳能电池以及锂离子电池等方面的巨大应用前景，已逐渐进入人们的视野。本文的研究目的是探索合成高质量m2se3纳米材料的生长条件，对所合成h12se。纳米材料进行系统详细的表征以及探索In2Se3纳米材料在光电器件方面的应用。具体内容如下：1．通过物理热蒸发气相沉积方法，以金纳米颗粒为催化剂，Irl2se3粉末为蒸发源，通过调控合成过程中的各种因素，可控的合成了高质量In2Se3纳米线和In2Se3纳米线阵列，并系统地研究了

4、温度、气流量、压力、催化剂、生长时间以及基片摆放等因素对In2se3纳米线生长的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(TEM)、紫外可见分光光度计等对所合成出的In2Se3纳米线的形貌、化学组成、晶体结构以及光学性能进行了系统的研究。研究表明，In2se3纳米线的生长机理是VLS机理，主要的生长方向为[1120]，其晶体结构为a六方相结构，光吸收范围覆盖整个可见光波段和近紫外波段。2．构建了基于单根In2Se3纳米线的光探测器和基于In2Se3纳米线薄膜的光探测器。研究发现，ln2Se3纳米线的光探测器在很宽的波长范围(254

5、rim-800nm)和工作温度范围(7K-300K)均具有高且稳定的光响应性能。在500nm光照下，使用5V的偏压测试时，其光响应度和外量子效率分别为150A／W和37000％。同时研究还发现，单根In2Se3纳米线光探测器的光电流与光照强度呈正比，这表明In：se3纳米线光探测器的工作模型是典型的光敏电阻模型。同时基于In2Se3纳米线薄膜的光探测器，同样也表现出稳定的光响应性能。3．利用物理热蒸发气相沉积方法，通过调控合成中的气流量，压力和温度等因素，合成出单晶In2Se3纳米片，厚度主要分布在20nm一40nm，其最小厚度达到4nnl。利用SEM、Raman和T

6、EM等表征手段，发现所合成的纳米片的化学成分比为In：Se=2：3，其晶体结构为a六方相结构，且h12Se3纳米片的生长机理是外万方数据中文摘要硒化铟纳米结构的合成、表征及光电应用延生长。在拉曼测试分析中，发现其Al(LO+TO)的峰值位置随着In2se3纳米片厚度的减小有着明显的偏移，说明其在二维纳米材料的量子尺寸效应研究方面有着巨大的意义。4．构建了基于单晶In2Se3纳米片的光电器件，对其光电性能进行了系统的分析。利用扫描探针显微镜的导电模式和基于两端器件的电学测试，发现In2se3纳米片存在着明显的导电各向异性和光响应各向异性。基于所构建的In2Se3纳米片的

7、FET器件性能测试，证明了In2se3纳米片的n型材料本质，其载流子迁移率大约为0．12cm2V。S1。在光响应测试中，光开关比在5V测试电压和5mW／cm2的光照下约为15倍，光响应度约为7．5～w，同时发现其负栅极电压的工作条件下的光开关比是零栅极电压的十倍左右。同时在两端In2Se，纳米片器件的光响应测试中，研究表明In2Se3纳米片器件展现出明显的光栅极效应，可作为一种新型的光电晶体管。最后，研究还表明电极接触区域不对称的In2Se3纳米片器件具有明显的光伏效应，在100mW／cm2的光照条件下，其开路电压与短路电流分别约为50mV和10pA