CdS纳米棒的制备、表征及其形成机理.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)Februar,~ActaPhys．一Chim．Sin．，2010，26(2)：511—5145ll【Article]WWW．whxb．pku．edu．caCdS纳米棒的制备、表征及其形成机理陈书堂张小玲侯晓淼周琦(北京理工大学理学院化学系，北京100081)摘要：以三辛基膦(TOP)为单一配位溶剂，二水合乙酸镉和硫粉为前驱体，用高温热解的方法制备CdS纳米棒．通过X射线衍射(xRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外一可见(uv—Vis

2、)分光光度计、荧光(PL)光谱、傅里叶变换红Pb(PTIR)光谱和核磁共振磷谱(PNMR)等方法对样品的结构、形貌和光学特性进行了表征．考察了前驱体Cd／S摩尔比和反应物浓度对硫化镉纳米结构的影响．实验结果表明，该法制备的CdS纳米棒为纤锌矿结构，直径为4．0nm，长度为28．0nm，沿[OO1]方向择优生长，具有量子限域效应．同时，对CdS纳米晶的形成机理进行了初步的探讨．关键词：纳米棒；硫化镉；三辛基膦；合成；荧光中图分类号：0649Synthesis，CharacterizationandFormat

3、ionMechanismofCdSNanorodsCHENShu—TangZHANGXiao—LingHOUXiao—MiaoZHOUQi(DepartmentofChemistry，SchoolofScience，BeifingInstituteofTechnology,BeOing100081，P．R．China)Abstract：CdSnanorodsweresuccessfullysynthesizedbypyrolysisusingtrioctylphosphine(TOP)asacoordina

4、tingsolvent．Forthispyrolysis，cadmiumacetatedihydrateandsulfurpowderwereusedasthecadmiumsourceandsulfursource，respectively．Thestructure，morphology，andopticalpropertiesofthepreparedsampleswerecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)，transmissionelectronmicroscop

5、y(TEM)，high—resolutiontransmissionelectronmicroscopy(HRTEM)，ultraviolet—visible(uV—Vis)spectroscopy，photoluminescence(PL)，Fouriertransforminfrared(FTIR)spectroscopy，andnuclearmagneticresonance(NMR)Pspectroscopy．TheeffectsofdifferentmolarratiosofCd—tO—Sandt

6、hereactionconcentrationsonthemorphologyandsizeoftheCdSnanostructureswereinvestigated．TheresultsindicatedthatthewurtziteCdSnanorods，withatypicaldiameterof4．5nmandalengthofupt028．0am，hadapreferential[001]growthdirectionanddisplayedaquantumconfinementeffect．W

7、ealsoproposedapossibleforma—tionmechanismfortheCdSnanocrystalsbasedontheexperimentalresults．KeyWords：Nanorods；Cadmiumsulfide；Trioctylphosphine；Synthesis；Photoluminescence一维半导体纳米晶不同于块材的奇特电学和化学法．一般的物理方法需要精密昂贵的大型设备光学性质，在发光二极管【、高效太阳能电池、量和极端苛刻的实验条件．相比而言，化学法则具有易

8、子点微型激光器”】和基于光致发光的多色生物标于操作、价格低廉和简单有效的特点．目前制备一维签[1创等领域有巨大的应用前景，因此，合成一维半半导体纳米晶的液相化学方法主要有：溶剂热法【垌、导体纳米晶已成为近年来人们研究的热点．液晶模板法【16／、聚合物辅助生长㈣、电化学沉积法n81、一维半导体纳米晶的制备方法可分为物理法和气相沉积法f19】、部分阳离子交换的方法和胶体化Received：July17，2009；Re