CdSexS1-x纳米晶光电性能的研究

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采用胶体化学合成法制备了不同尺寸和不同掺杂的CdSexS1-x纳米晶,研究了尺寸和掺杂对CdSexS1-x纳米晶的物理性能的影响。利用介电电泳技术将制备的纳米晶组装在电极上,并对其电学输运性能和光电学性能进行研究,分析组装后纳米晶的电子的运输机制。论文主要结论如下:1.通过胶体化学合成法成功制备了不同掺杂、不同尺寸的CdSexS1-x半导体纳米晶,纳米晶胶体在溶液中分散均匀、稳定、结晶性能好。合成后的纳米晶为立方闪锌矿结构。随着Se含量的增加,其衍射峰的峰位逐渐左移,半导体纳米晶的晶胞体积随着Se含量的增加而增加,UV-Vis吸收峰发生了红移。随着纳米晶的粒径逐渐增加,吸收峰的峰位逐渐红移。在紫外光照射下,不同成分和不同尺寸的样品表现出了明显的颜色差别。2.利用紫外光学曝光、磁控溅射薄膜沉积技术和标准的LIFTOFF工艺,制备了具有尖对尖结构的金电极,电极间隙距离约20μm。采用介电电泳工艺,将半导体纳米晶组装到电极上,通过探索不同组装参数对组装结果的影响,得到了一套适合可控组装纳米晶的工艺。3.将具有不同掺杂的CdSexS1-x纳米晶组装电极上,并对其电学性能和光电性能进行分析。测试结构表明:随着温度的增加,CdSexS1-x纳米晶的导电性能逐渐增加,符合半导体的行为。对在有光照和没有光照的条件下,对CdSexS1-x的电学性能进行研究,发现这种材料具有良好的光电响应,有可能在光电探测器件中得到应用。以CdSe0.75S0.25纳米晶为例研究了电子输运机制,分析发现这种半导体纳米晶的电学输运特性趋近于Efros-Shklovskii-VRH模型。4.在对电学输运性能研究过程中,我们发现组装后的CdSexS1-x纳米晶具有电阻跳跃现象,这种跳跃行为与外加电场有一定的关系。但是具体的规律还没有掌握,有待于深入的研究。我们推测,这种行为可能与胶体纳米粒子中的电子跳跃和分布有关。如果这种电阻变化行为能够可控,将可能开发出新型的存储器件。
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