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纳米硫化物和氧化物的湿化学合成与形貌控制研究

纳米结构及其相关的复合结构具有许多有趣的与尺寸和形貌相关的性能。利用纳米结构材料的特殊性能可以设计全新的电子、光子、传感等纳米器件,具有广阔的潜在应用前景。本论文针对己有纳米材料制备方法存在的工艺复杂、成本较高的问题,采用设备条件要求不高、适应性强的湿化学方法,选择典型的半导体材料为研究对象,通过对反应介质、结构导向剂以及制备工艺的精心选择和设计,在相对温和、简单的条件下实现了对纳米材料在尺寸和形貌等方面的可控合成,并对生长机理进行了探讨。论文主要内容归纳如下:1.采用水热法成功合成了Mn~(2+)掺杂MS(M=Zn、Cd)纳米棒,探讨了Mn~(2+)含量对光谱性能的影响。结果表明随着Mn~(2+)含量的增加,其直径基本不变,但长度变短,形貌变的较杂乱,并且伴随有颗粒产生。MS纳米棒的紫外吸收光谱和荧光光谱都逐渐红移,表明Mn~(2+)是一种重要的光谱调节元素,能有效的调节MS纳米棒的光学性能。采用十二烷基苯磺酸钠辅助水热法制备  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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二氧化锡纳米结构的合成、表征与性能研究

纳米半导体材料以其新异的光学特性、电学特性、光电转换特性、光催化性能等引起了广泛的研究兴趣。合理设计纳米结构的合成,从材料的尺寸、形貌、维度、组成、晶体结构等方面进行调控,研究纳米结构与性能的关系,是纳米科技发展的重要组成部分,对实现按照人们的意愿设计合成功能材料具有重要的意义。本论文以SnO_2为研究对象,采用多种化学方法,以简单的无机盐为前驱体,在液相反应体系中通过引入聚合物做辅助剂、在SnO_2晶体中掺杂Zn、改变溶剂组成以及以天然棉花做模板等方法,得到了一些新的形貌和纳米结构,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对产物进行了表征,讨论了纳米结构的形成机理,并对其性能进行了研究。主要内容如下:(1)分别以聚丙烯酸(PAA)、聚乙二醇...  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
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硒、碲及其化合物纳米线的液相化学合成和电子器件性能的研究

第VI族元素硒(Se)、碲(Te)是具有优异的光电导特性、压电特性和非线性光学特性等一系列特异性质的窄带隙半导体。将它们掺杂于Si等半导体中,能大大提高元件的运算速度;将它们作为模板通过简单的金属盐水溶液反应即可转化为CdSe、Ag2Se、HgCdTe、CdTe等功能材料用于制备热电元件、光电导元件、压电器件、太阳电池模组等。因此,在纳米技术快速发展的今天,发展Se、Te纳米结构的简单、廉价、易于规模化生产的制备方法和研究它们的电子器件特性,无疑具有十分重要的意义。自从2001年Xia小组使用液相还原反应路线生长Se和Te纳米线以来,因为其相对较低的反应温度和较为温和的反应过程,并且不需使用昂贵复杂的设备和面积有限的衬底,即可以获得高纯度高结晶性的纳米结构,表现出很好的规模化生产前景,因此得到人们的广泛重视。在本文中,我们采用液相还原反应路线,研究了Te纳米线的可控合成方法,首次制备了Se/Te异质结纳米线,发展了Te纳米线的绿...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

清华大学
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过渡金属氧化物纳米结构的调控合成、组装及其性能研究

过渡金属氧化物因其多样性的价电子结构,使其具有丰富物理和化学性质,并显示出在光学、磁学、催化和电池等领域广泛的应用前景。通过对过渡金属氧化物纳米材料的有效合成,探索其合成机制,进而实现对目标纳米结构的尺寸、化学组成及物性的有效调控,对于进一步探索结构与物性的关联具有重要作用。通过一系列的化学手段,将纳米晶“自下而上”的集成,即组装成具有更高级结构的功能体,对实现按照人们的意愿设计合成功能材料具有重要意义。本论文在过渡金属氧化物纳米结构合成新方法的设计、合成机制,功能组装及物性等方面进行了系统的探索研究。基于相转移和相分离的机制,成功制备了尺寸均匀的水合磷酸钇纳米晶;对纳米晶的形貌和尺寸进行了调控,并探讨了纳米晶形成和形貌演化的机理,丰富和发展了稀土纳米结构的合成方法。通过利用纳米晶表面有机长链的交叠产生的相互作用,实现了对纳米晶的2维组装,为从纳米晶向高级超结构的组装奠定了实验基础。基于硝酸铈铵具有稳定的二十面体结构,以其前驱物...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

碳化硅和氮化硅超长纳米线的制备与性能研究

一维纳米材料具有独特的几何结构和优异的物理化学性能,在基础研究以及纳米电子器件、纳米光子器件、纳米复合材料、能源材料、生物医药等领域具有重要的应用前景。本文针对一维纳米材料可控制备与性能开发的发展趋势,选择耐高温、抗氧化的宽带隙半导体材料碳化硅(SiC)和氮化硅(Si_3N_4)为研究体系,通过高温氮化反应制备了大量长度在毫米量级的超长Si_3N_4纳米线,通过聚合物热解-化学气相沉积技术(PPCVD)首次制备了大量长度在厘米量级的超长SiC纳米线,并对产物进行了详细的组成、结构和性能的表征。利用SiO_2和短切碳纤维为原料通过特殊的夹层摆放方式,经高温氮化反应制备了大量棉花状高纯度超长Si_3N_4纳米线,长度为1-2 mm,纳米线的直径分布在70-300 nm,由沿[001]方向生长的α-Si_3N_4单晶组成。Si_3N_4纳米线的生长过程服从“气-固”(VS)机制,其中Si元素来源于SiO_2和碳纤维反应生成的SiO气体...  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南大学
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纳米晶制备、表征、荧光和共振瑞利散射光谱特性研究

纳米材料具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,使它们表现出独特的物理化学性质,因此在许多领域有着广阔的应用前景,成为当前一个热门的、前沿性的研究领域。近年来纳米材料在分析化学中的应用日益增多,其中利用它们的光谱特性而发展出的纳米探针和纳米光学传感器受到人们的关注,除了在紫外-可见吸光光谱,荧光光谱分析的应用外,在其他光谱分析中的应用也受到人们的重视。共振瑞利散射(RRS)光谱分析是二十世纪九十年代发展起来的一种分子光潜分析新技术,它既与分子中电子在入射光电磁场作用下发生受迫振动有关,又受电子能级跃迁的影响,因而它能够对研究分子结构和形态、电荷分布、键合性质以及反应特征等提供更丰富的信息。由于RRS分析法高灵敏度和简便快速而受到人们的关注,在纳米微粒的表征和分析应用方面也得到越来越多的研究。本文研究了硒化镉、硒化镉/硫化镉、碲化镉、碲化镉/硫化镉、硒化亚铜纳米晶及Eu_2O_3纳米棒的合成技术,优选了合成方法,制...  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>