【摘 要】
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近几十年来,金属硫族半导体微/纳米材料因其在光伏、催化、光检测、磁性等多个领域的潜在应用而受到人们的广泛关注。其中,Cd S和Sn Sex二元化合物是典型的金属硫族化合物。本论文主要把金属硫族半导体微/纳米材料(一维Cd S微米结构、二维Sn Se纳米片和Sn Se2纳米片)作为研究对象,利用物理/化学气相沉积法制备出形貌可控的金属硫族半导体微/纳米结构,理解其生长机制,并研究了其光电性能。取得的
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近几十年来,金属硫族半导体微/纳米材料因其在光伏、催化、光检测、磁性等多个领域的潜在应用而受到人们的广泛关注。其中,Cd S和Sn Sex二元化合物是典型的金属硫族化合物。本论文主要把金属硫族半导体微/纳米材料(一维Cd S微米结构、二维Sn Se纳米片和Sn Se2纳米片)作为研究对象,利用物理/化学气相沉积法制备出形貌可控的金属硫族半导体微/纳米结构,理解其生长机制,并研究了其光电性能。取得的主要研究成果如下:(1)在物理气相沉积过程中,通过原位操控催化剂Pb颗粒在纳米线上生长出旗状Cd S微米结构。不同生长阶段下样品的SEM表征分析了旗状Cd S微米结构的生长过程,结果表明催化剂颗粒直径的突然变大打破了Nebol’sin不等式条件,导致催化剂颗粒从纳米线顶端滑落至其侧壁达成新的平衡状态,进而使得Cd S线的侧壁VLS催化外延出旗状Cd S结构。功率依赖的光致发光(PL)结果表明,旗状Cd S微米结构有着比Cd S线更高的缺陷相关发射,这导致前者的光电响应范围比后者的宽。在物理气相沉积过程中,依次改变生长温度可调节微米线的直径,制备出多节变直径Cd S微米线。在连续激光激发下测试PL发现,单根微米线上不同直径的位置有着不同模式间隔大小的回音壁模式(WGM),这表明该结构在单根微米线结构上可以集成多个WGM模式,在可调谐激光器、光通讯等领域具有潜在的应用前景。(2)利用物理/化学气相沉积法制备了大尺寸、高质量的Sn Se纳米片和Sn Se2纳米片,通过调控合适衬底、生长温度、载气流速以及生长时间,使得Sn Se纳米片的尺寸可达到100μm。此外,在Sn Sex纳米片上成功外延了Cs Pb Br3纳米片,可用于高性能光电器件的设计。
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