Cu2ZnSnS4及Cu2ZnSnSe4纳米晶的制备及其性质研究.pdf

《Cu2ZnSnS4及Cu2ZnSnSe4纳米晶的制备及其性质研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、上海师范大学堕圭兰垡笙奎．一一一i!墨--———————————_-—I__————————————_—●_———————————_—-—_——————————————————————一一论文题目：学科专业：学位申请人：导师：cu2znsns4及cu2znSnSe4纳米晶的制备及其性质研究理论物理李颖薇石旺舟教授，韩奇峰副教授摘要12．II．Iv—v14族纳米晶材料因其在光电、热电等领域所具有良好的应用前景而受到广泛关注。利用胶质工艺可以在较低温度下制得热力学亚稳态的纤锌矿晶型与稳态的闪锌矿晶型。然而，在相似的工艺体系中，造成纳米晶晶型改变的原因尚处于不确定状态，急待阐明，以为今

2、后的进一步研究提供理论基础。本论文首先将金属阳离子与硫脲或硒脲在油胺中加热混合并反应，分别制得单分散性良好的Cu2znSnS4及Cu2znSnSe4纳米晶。其XRD谱图及HRTEM照片表明，由硫脲制得的Cu2znSnS。纳米晶以纤锌矿结构为主，而由硒脲制得的Cu2znSnSe4纳米晶则以闪锌矿结构为主。随后，对不同晶型四元纳米晶的形成机理进行了深入探究。利用不同的阴离子源，包括硫脲、硒脲、硫粉和_苯二硒醚，制备三元的Cu2SnS3及Cu2SnSe3纳米晶，并将其晶型与实验得到的或文献报道的相应四元半导体进行比较，发现在相同的阴离子源环境中制得的三元及四元纳米晶晶型是一致的。进一步

3、研究铜基二元化合物发现，cus和cuse，或cu2s(包括cul96s及Cu9S5)和Cu2Se晶核是分别形成闪锌矿或纤锌矿晶体结构的主要原因。这一结论首先通过利用不同阴离子源制备二元化合物得到，随后通过控制二元中间产物来略微改变四元纳米晶的晶体结构能进一步证明这一点。这种细微的变化不仅能从xRD谱图中观察到，还能从对四元纳米晶的光学及电学性质的研究中得以反映。利用这一结论再次回到四元纳米晶中，用GeCl4替代Sncl2将制备体系拓展到Cu2znGeS4，并首次报道了以纤锌矿晶型为主的Cu2znGeS。纳米晶。这再次证明了结构选择是由铜基二元化合物决定的。摘要上海师范-人学硕士学

4、位论文最后，本论文还对胶质纳米晶配体去除的方法进行了研究，包括热处理法和化学处理法。在4000C进行热处理能使原本纤锌矿晶型的纳米晶发生相突变，得到锌黄锡矿结构的Cu2znSnS4薄膜。而用乙二胺对覆盖在纳米晶表面的油胺进行配体交换也被证明是有效的。关键词：cu2Znsns4，Cu2znsnse4，纳米晶，纤锌矿结构，结构选择，形成机理论文类型：应用基础IIThesistheme：S)mthesisofCu2ZnSnS4andCu2ZnSnSe4nanocrystalsandtheirpr叩ert_IesSubjeet：TheoreticalPhysicsDegreeApplic

5、ant：YingweiLiAdvisor：ProfessorWangzhouShi，AssociateProfessorQifengHanABSTRACT12一11一IV—V14nanocrystalshavelongbeenattractivetoresearcherssincetheyCallbewidelyappliedinphotovoltaicandthermoelectricarena．Somecolloidalsyntheseswillresultinnanocrystalswiththermodynamicmetastablewurtzitestructure，a

6、ndstablezincblendestructureatlowertemperature．Withsimilarmanufacturingprocesses，howeveGitisyetuncertainwhatincentivesareresponsibleforstructuraltransformation．ThequestioniseagerlyneededtobeansweredSOastoprovideafundamentaltheoryforfurtherresearch．Firstly,nearlymonodispersedCu2ZnSnS4andCu2ZnSn

7、Se4nanocrystalsaresuccessfullypreparedbymixingandreactingmetalsaltswiththioureaorselenoureai11heatedoleylamine．Wurtzite—dominateCu2ZnSnS4andzincblende—dominateCu2ZnSnSe4nanocrystalsareconfirmedbytheirXRDpatternsandHRTEMimagesTheformationalmec