一维半导体纳米异质结构的热蒸发法制备及应用探索

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqwzhy1990
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近年来,准一维纳米材料的研究已成为纳米材料科学领域的前沿和热点。实现一维纳米材料的尺寸、维度及物性的有效调控,对深入研究材料结构与性能的关系具有重要的意义。本论文根据热蒸发气相沉积的基本原理,围绕几种一维半导体纳米异质结构在真空条件下的生长行为、形貌特征以及应用开展了系统的研究。论文的主要研究内容如下:   第一,制备了二氧化锡一维纳米结构。通过选择不同的衬底,得到了二氧化锡纳米线和孪晶纳米带,并对其结构进行了详细的结构表征,研究了其生长机理。   第二,利用两步热蒸发法制备了二氧化锡一硫化锌纳米异质结构,包括异质枝权结构和壳层结构,分别研究了两种异质结构的结构特点和生长机理,并测试了该纳米异质结构的光催化性能。   第三,利用两步热蒸发法制备了二氧化锡一氧化锌纳米异质结构,其中氧化锌以枝杈的形式生长在纳米二氧化锡主干上,并且枝权沿着四个特定方向整齐排列。详细表征了异质结的界面,发现氧化锌纳米线沿着二氧化锡(-101)面外延生长。该纳米异质结构表现出较好的光催化效果。   第四,利用模板法制备了锗纳米管阵列结构。以电化学方法在不同导电衬底上制备的氧化锌纳米棒阵列为模板,在其表面蒸发厚度为纳米尺度的锗,最后除去氧化锌模板得到锗纳米管阵列。通过控制模板氧化锌的长度和直径可以很好地调控锗纳米管的长度和直径。并利用该锗纳米管阵列作为锂离子电池负极,研究了其充放电特性。结果表明:以不锈钢为衬底的锗纳米管阵列表现出很高的电池容量和循环稳定性。   第五,制备了氧化锌一碲化锌纳米壳层结构阵列,并测试其光催化性能。该结构并未表现出理想的紫外光催化性能。   第六,制备了一种硫化锌的新颖纳米结构,用二次成核模型对该纳米结构的形成机理进行了解释。
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