CdS超晶格纳米线与超长碳线的制备与性质研究.pdf

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1、CdS超晶格纳米线与超长碳线的制备与性质研究张文圣2015年1月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540CdS超晶格纳米线与超长碳线的制备与性质研究作者姓名张文圣学院名称物理学院指导教师邹炳锁教授答辩委员会主席欧阳吉庭教授申请学位理学硕士学科专业凝聚态物理学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月SynthesisandCharacterizationofCdSSuperlatticeNanowireandUltra-longCarbonWireCandidateName：WenshengZhangSchoolorDepartment:Schoolof

2、PhysicsFacultyMentor:Prof.BingsuoZouChair,ThesisCommittee：Prof.JitingOuyangDegreeApplied:MasterofScienceMajor：CondensedMatterPhysicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：1,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，

3、也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要CdS具有较好的光学特性与优异的光电转换特性，在光电器件领域具有重要的应用价值。本文通过化学气相沉积法合成了基于Sn元素的CdS超晶格纳米线，并采用元素mapping与EDS能谱分析，表明我们所生成的纳米线是由外层CdS壳层与内层间断性分布的Sn段组成的一种具有超晶格结构的纳米线。为了研究这种纳米线的荧光特性与光传导模式，通过改变激发波长、温度等方法，发现Sn的

4、存在使得CdS晶格收到挤压作用，导致原子之间相互作用加强，带隙增大，随着温度的降低，这一现象可以被明显的观察到。CdS纳米线的外表面由带隙发光起主要作用，内部光学腔中则由束缚态深能级发光为主。除此之外，随着温度的降低，由于声子涨落收到抑制，带隙发光出现蓝移，但是束缚态发光峰的峰位基本不变，这是由于束缚态发光主要依赖于纳米线表面结晶度，表面缺陷决定了束缚态能级对载流子的捕获能力。随着激发功率的增加，纳米线中束缚态发光逐渐饱和，这时我们观察到带隙发光出现了明显的增强，随后我们通过泵浦光在CdS纳米线中实现了lasing，证明CdS纳米线内部具有良好的F-P腔结构，在制造

5、微激光器方面有重要的应用价值。本文以固体石墨粉末为碳源，通过化学气相沉积法实现了微米量级直径的超长超直碳线的一步可控合成。长径比超过1000:1的碳线沿着气流流动方向平行生长于反应粉末表面。相对于传统的一维碳材料的利用气体碳源的生长方式，本文所生成的碳线无论从制备过程上还是尺寸结构上都具有与众不同的特性。随后利用SEM、TEM、EDS并结合XRD与拉曼光谱等方法表征了碳线的结构特性，发现所生成的碳线是一种外部多层石墨结构的碳原子层包裹内部硅芯的结构，综合表征得到的结构我们分析了所生成的碳线的生长机理以及硅在反应中起到的作用。最后我们探究了做生成的碳线的相关电学性质，

6、其优于石墨的导电率和相对稳定的熔断电压使得这种新型的超长超直碳线在微电路与微电学期间有重要的应用价值。关键词：硫化镉纳米线；超晶格；光学性质；超长碳线；合成1北京理工大学硕士学位论文AbstractCdShasattractiveopticalandphotoelectriccharacteristicswithpotentialapplicationvaluesinawiderangefields.Sn-basedCdSsuperlatticenanowireissynthesizedbyasimpleCVDmethod.Usingelementmappingan

7、dEDSmeasurement,wethinkas-grownnanowirehasCdSshellandintermittentdistributionofSninsideascore.InordertoinvestigatethePLspectrumandopticalcharacterization,excitationwavelength、temperatureandotherfactersareused.TheexistenceofSncompresslatticeofCdS,resultinginincreaseofbandgapandblueshi