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随着纳米科技的发展,硫属化合物纳米半导体材料受到越来越多的关注。硫属化合物纳米半导体材料因具有量子效应、小尺寸效应以及表面效应而使其显现了不同于其常规块体材料的新奇特性,被认为在太阳能电池、光催化、制药及功能材料等方面具有极其广阔的应用前景。本文针对硫、硒和碲的不同化合物半导体尝试新型的合成方法合成不同形貌的纳米材料并对其生长过程机理进行了初步探讨,也对它们的光学性质进行了表征,得到了以下主要研究成果:
⑴铜铟硒材料是一种非常有发展前途的薄膜太阳能电池材料。我们摸索出一种实用的表面活性剂辅助的高能球磨法,以铜、铟和硒三种单质为原料,选用合适的表面活性剂,制备出了颗粒型纳米铜铟硒材料,研究探讨其形成条件和光学性能,同时我们也利用旋涂法工艺制备了纳米CIS薄膜,并利用SPM对其进行了表征。
⑵镉锌硫三元固熔体材料可以弥补硫化镉和硫化锌单独二元纳米材料性能的不足。我们成功地以不同的溶剂为反应介质,采用溶剂热方法制备了不同形貌的微/纳米镉锌硫材料,探讨了不同溶剂对晶体生长的作用机理。研究结果表明溶剂对材料的结构有着重要的影响,不同形貌材料的能带、荧光以及光催化性能存在明显的差别,另外我们还发现这些材料都是白光发射体。
⑶碲化汞材料在光的红外区域有着重要的应用。文献报道的纳米碲化汞主要利用二价汞源(如氯化汞和高氯酸汞)来制备,但此类药品具有较高的毒性。我们选择低毒的氯化亚汞作为汞源成功地制备了具有红外透过性能的纳米碲化汞材料,根据一价汞在乙二胺溶剂中的岐化反应现象提出了相应的碲化汞制备机理,并利用紫外可见光吸收谱进行了初步验证。