晶种催化生长一维Ⅱ-Ⅵ族半导体纳材料的研究

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金属硫属化物是一种十分重要的半导体材料,可以被广泛的应用在发光器件、太阳能电池、生物标记以及气体传感等领域。因此,本论文主要是以Ⅰ-Ⅵ族和Ⅱ-Ⅵ族硫属化合物为研究对象,以液相合成的两步加料法和溶剂热法为方法来生长一维半导体纳米材料。  首先,我们在液相中合成了Ag2Se、Ag2S和Cu2-XS纳米晶种,并对它们进行了详细的表征来确定它们的具体结构。其次,在合成晶种的基础上根据我们组最近提出的溶液-固-固生长机制(Solution-Solid-Solid,SSS)即:超离子导体催化生长一维纳米材料,进一步生长ZnSe、CdS、ZnS一维纳米异质结。它将是一种催化制备一维纳米材料的重要研究思路和技术路线。  SSS生长机制是以Ag2Se、Ag2S和Cu2-XS等纳米晶种为催化剂,它们在较高温度下转变为超离子导体相,超离子导体相中纳米晶种阳离子有着高速的流动性并产生一些空位,这些空位能够很好的容纳外来阳离子并进一步形成了固溶体,随着外来离子的增多,它将达到过饱和状态随之而来的是它将从固溶体中析出长为一维的纳米线或棒。由于此机制合成一维纳米材料都是在溶液中完成的,与传统的VLS和VS相比,反应温度有了明显的降低,同时也比较成功的解决了催化剂结构和催化能力的问题。它将是传统催化模型的必要补充或替代者。  接下来,我们采用溶剂热法用CuS晶种生长CdS六方片,并且研究的产物的形态、结构和光学性质。通过两者晶体结构和晶格常数之间的关系,比较合理地解释了CuS晶种生长CdS六方片机制。  我们相信我们合成的这种多组分的异质结结构比单一组分的硫属化合物半导体材料的应用范围更为广泛。
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