双脉冲激光液相烧蚀法制备三元金属氧化物及其机理研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhl20020922
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
激光液相烧蚀法(Laser ablation in liquid,LAL)已应用于制备光电功能纳米材料,包括Ⅳ族半导体(Si,Ge,Se等),Ⅳ-Ⅳ族半导体(SiC,SiSn等),Ⅱ-Ⅵ族半导体(ZnSe,CdS等),Ⅲ-Ⅴ族半导体(InN,GaAs等),以及氧化物(ZnO,SnO2等)。伴随着氧化物半导体的发展,三元金属氧化物由于它们的宽禁带宽度,高的介电常数,以及良好的导电性,得到了广泛关注。在本文中,我们首次提出了可同时烧蚀两块靶材的双脉冲激光液相烧蚀(Dual laser ablation in liquid,DLAL)实验法。结合无粘度的Rayleigh-Plesset模型和高速拍摄实验,我们探究了双脉冲激光烧蚀过程中的气泡动力学。结果显示,(1)当两激光聚焦点很近时,双束激光产生的两个气泡能聚合成为一个体积更大的气泡。(2)聚合气泡拥有比同能量单束激光产生单气泡更大半径、体积、及寿命。(3)聚合气泡内热力学环境快速变化,在平衡态持续更长时间,在溃灭末期,其压强可达到数千个大气压。因此,不同种纳米颗粒被约束在同一个聚合气泡内,伴随着气泡的快速膨胀与收缩,气泡内的不同纳米颗粒之间快速碰撞聚合,最终产生超高活性的前驱体溶液。为了验证双脉冲激光烧蚀法的优越性和双气泡合并模型的作用,我们对比了单脉冲实验,以及有、无气泡合并的双脉冲实验的三种实验产物。实验结果表明,双脉冲实验制备的前驱体溶液,在不需要任何添加剂的情况下,能自发生成ZnSn(OH)6。然而,无聚合气泡产生的单束、双束激光实验则不能生成高纯相、高结晶性产物。此外,我们还通过调控双束脉冲激光能量比,实现了对产物元素比的精确调控,从而改变产物的形貌结构。结合双脉冲烧蚀法与水热法,我们成功制备出了高纯度的Zn2SnO4、Zn2GeO4、Zn2SiO4、及ZnMoO4。Zn2SnO4的禁带宽度为3.9 eV,是理想的紫外探测器半导体材料。我们制备了Zn2SnO4紫外探测器,它对300-350 nm波长光有高的响应度,对此紫外波段的光有极佳选择性。且对光有灵敏的响应速率,其光响应上升时间为0.55 ms,下降衰减时间为1.27 ms。
其他文献
氮添加改变了土壤碳循环的过程,使森林生态系统的稳定性遭到破坏。随着大气氮素量的增加,研究土壤呼吸及其组分对氮添加的响应,探讨其影响机理,对深入了解森林生态系统碳动态具有重要的意义[1]。本研究以安徽省合肥市城市近郊(大蜀山)、城市远郊(紫蓬山)的麻栎林为研究对象,从2018年8月至2018年12月,在试验地的麻栎林进行氮添加实验,设置三个处理水平即对照样地(0 Kg N·m-2·yr-1)、低氮样
304不锈钢是一种优秀的耐腐蚀材料,相较于低合金钢、碳钢等比较难以发生氢脆腐蚀,因而被广泛应用于海洋、石油、航天航空、氢能源、核工业等领域。但是当氢浓度过高,或者氢气
冰川作为地球表层自然系统的重要组成要素之一,冰川变化反映了地球气候系统五大圈层间密切而复杂的相关联系和相互作用,被认为是天然的气候指示计。受全球气候变暖影响,进入2
钛合金因其低弹性模量、强度高、耐腐蚀强等优点成为重要的生物医用金属材料之一。使用钛合金替代大量应用的不锈钢,能够减弱植入体在生物体内服役时的“应力屏蔽”效应,因此
随着人们环境意识的逐渐提高和生态环境的急需改善,价格低廉、不易造成二次污染的吸附材料的开发成为研究热点之一。本文以明胶为基膜原料,添加凹凸棒土,制备了明胶/纳米凹凸棒土复合膜。对明胶/纳米凹凸棒土复合膜的形貌、结构和理化性能进行研究,为明胶/纳米凹凸棒土复合膜应用于废水处理的可行性提供理论依据。以刚果红为偶氮染料废水模型,研究明胶/纳米凹凸棒土复合膜对偶氮染料废水的吸附规律及机理。主要的研究内容如
近些年,因为大量的能源消耗和快速增长的机动车数量,中国面临严重的大气颗粒物污染。颗粒物污染以铵化的细颗粒物浓度的升高为特征,因为它们的化学成分和在大气较长的生命周
随着电子商务的发展和消费者生活水平的提高,生鲜电商行业逐渐受到消费者的青睐。在生鲜产品的销售过程中,销售商通常会对库存产品进行冷链物流等保鲜技术投资来降低产品的损
伴随着国民经济的快速发展,我国对于能源的需求也在飞速增长,而当前主要依赖的石油、天然气等不可再生的化石能源将在近几十年内消耗殆尽,因此发展可再生能源显得尤为重要。
轻基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)有着与人体硬组织相似的晶体结构和化学成分,在牙齿和骨骼中具有广泛分布,展现出了良好的生物活性和生物相容性。HA常见的形态有颗粒状/针状和棒状的,但将其制成纳米线或纤维的结构,通过一维纳米线的堆积形成三维结构,可以模拟天然细胞外基质的纳米纤维网络环境,有利于细胞生长和组织再生。同时,基于多尺度/多维度增强增韧的思路,一维结构的HA还可以作为无机材料填充
L1气藏截止目前已开发31年,开始出现递减特征。气藏一方面东、西端动用程度、采出程度低,气藏整体具有较大的开发潜力;另一方面生产规模、单井产量、井口压力低、剩余储量分