基于znse纳米晶体的研究

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1、天津大学硕士学位论文ZnSe纳米晶体的研究姓名：冯文秀申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈巍20090601摘要ZnSe是一种重要的直接带隙的II．Ⅵ族半导体材料，在0．5～22．0um波长范围内具有良好的透射性能和稳定的折射性能，是制造光电器件的理想材料之一。本文采用水热法制备ZnSe纳米晶体，以硒源的不同组成了四种实验方案，分别是以硒粉、溶胶硒、硒代硫酸钠以及亚硒酸钠为硒源制备ZnSe纳米晶体。通过实验研究了反应温度、时间等条件对产物的影响，在实验过程中加入可能影响晶体形态的模板剂等，考察其对产品的影响，并比较各工艺路线。采用X射线衍射仪(XRD

2、)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等研究了所制备粉体的相结构、组成以及形貌。实验结果表明，由这四种方案所制备的ZnSe纳米晶体均为立方相闪锌矿结构，得到的ZnSe纳米晶体粒度最小的是以硒代硫酸钠为硒源的方案。以硒代硫酸钠为硒源，以乙酸锌作为锌源，加入还原剂，180℃反应12h，可以得到粒度较小的ZnSe纳米球。但此方案若要制备除球形以外的其它形貌的晶体时，不能依靠加入模板剂的方法。此方案的一大优点是Na2SeS03毒性低，但是却不稳定，一段时间后便会分解。由于Na2SeS03不稳定，可以采用Na2Se03为硒

3、源。以Na2Se03为硒源，以乙酸锌作为锌源，NaOH水溶液为反应介质，B为配位模板剂，160℃反应24h时可以得到ZnSe纳米棒，并且可以通过改变反应温度达到改变产物的形貌的目的。若要获得粒度较小的ZnSe纳米晶体，并且能够容易控制其形貌，可以采用以溶胶硒为硒源的方案。以溶胶硒为硒源、以Zn(Ac)2·2H20为锌源，水．乙醇溶液体系中，180℃加热7h制备的ZnSe纳米晶体粒度较小，并且可以通过调整模板剂的种类来改变ZnSe纳米晶体的形貌。若只是要求方案简单易行，对晶体粒度的要求不是很高，则可以采用Zn粉和Se粉制备ZnSe纳米晶体，并且实验中可以通过加

4、入模板剂来控制产品的形貌。以Se粉为硒源，以Zn粉为锌源，180℃加热7h制备的ZnSe纳米晶体平均粒径约为70nm。关键词：水热法硒源ZnSeABSTRACTAsanimportantdirectband··gapII··VIsemiconductor,ZnSeisoneoftheidealmaterialstooptoelectronicdevicesbecauseofgoodtransparencyandhighrefractiveindexat0．5"-'22．0lam．Inthiswork,therehavefourroutestoprepareZ

5、nSenanocrystalbyhydrothermalmethodduetothedifferentseleniumsources．111eseleniumsourcesareSepowders，Sesol，Na2SeS03andNa2Se03．Templateswereaddedtoproveifthemorphologywasaffectedintheprocessofsynthsis．Theinfluencesofprocessingparameterssuchashydrothermaltemperatureandsoakingtimeontheg

6、rainsizeandmorphologyofZnSenanocrystalwereresearched．XRD，XPS，SEMandTEMwereusedtocharacterizethestructure，compositionandmorphology．ThenanocrystalwascubicblendeZnSepreparedbyallofthefourroutes．ThesmallestparticalsizeofZnSenanosphereWaSpreparedbasedonthereactionsbetweenNa2SeS03．zincac

7、etateandreductantat180℃for12h．ThemorphologyofnanocrystalwaSn’tchangedbyaddingtemplates．OneadvantageofthisrouteisthatNa2SeS03islesstoxic，butitisunstable．ComparedwithNa2SeS03，Na2Se03wasstable．ZnSenanorodWaSpreparedbasedonthereactionsbetweenNa2Se03，zincacetate．Bandreductantinthesoluti

8、onofNaOHat160℃for24h．111em