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CdS是重要的Ⅱ-Ⅵ族材料之一,在室温下禁带宽度为2.42eV,具有其独特的性质和广泛的应用前景引起了科学界的浓厚兴趣。CdS纳米带合成与性质的研究,特别是基于它的光电二极管、传感器和场效应管等器件的性能研究成为了热点。掺杂作为一种改善材料性能的重要手段,对深入研究CdS纳米带的性质与应用起到了重要作用。近来,Co、Mn、Fe、Hg和Cl等元素掺杂对CdS的结构、性质的影响已经被报道。但是,到目前为止磷掺杂CdS纳米带及其器件的性能还很少被报道;铟掺杂CdS纳米带的研究虽然有所报道,但是其电传输能力还需要进一步探索。本实验分别热蒸发铟金属颗粒、红磷粉末和硫化镉粉末合成铟掺杂和磷重度、轻度掺杂的CdS纳米带,并利用合成的纳米带构造场效应管,研究铟掺杂和磷掺杂对CdS晶体结构及其器件性能的影响。本文的实验成果主要包括以下几点:1、分别利用热蒸发铟金属颗粒、红磷粉末和硫化镉粉末合成了铟掺杂和磷掺杂CdS纳米带。分析合成铟掺杂CdS纳米带的形貌发现,其长度在50~90μm之间、宽度在1.5~3.5μm之间、厚度在20~50nm之间。分析磷掺杂CdS纳米带形貌发现,重度磷掺杂CdS纳米带长度在180~400μm之间、宽度在4~6μm之间、厚度在80~110nm之间,而轻度磷掺杂CdS纳米带长度在60~140μm之间、宽度在2~4μm之间、厚度在30~60nm之间。2、根据成分分析和结构分析结果证明了掺杂元素In和P分别掺杂进入CdS纳米结构取代了CdS晶体中Cd和S的晶格位置,由于掺杂元素原子半径均大于被取代的原子半径,从而引起了CdS晶体的晶面间距的增加,并可以定量的计算掺杂前后CdS晶格常数的变化。当In掺杂时,晶格常数a从4.129 ?增加到4.317 ?,常数c从6.707 ?增加到7.146 ?。当磷从轻度掺杂变化到重度掺杂时,晶格常数a从4.126 ?增加到4.132 ?,晶格常数c从6.692 ?增加到6.717 ?。3、实验构造的场效应管中In/Au电极与铟或者磷掺杂CdS纳米带之间是欧姆接触。铟和磷掺杂使单根纳米带的载流子浓度增加,电导率增大,有的甚至增加了3个数量级。在改变栅电压下测量Ids~Vds曲线发现,两组实验中合成的纳米带场效应管的电导都随栅压的增加而增加,由此可知合成的铟和磷掺杂CdS纳米带均是n型半导体。分析合成的CdS纳米带是n型半导体的原因,可以解释为自补偿效应产生的大量电子,尤其在合成过程实验载流气中的氢气的带入可能增强了自补偿作用的效果。4、本实验中合成的单根铟和磷掺杂CdS纳米带中的载流子浓度都较大,场效应管的开关电流却相对较小,但电子迁移率却达到了很高水平。当磷重度掺杂时,单根CdS纳米带的电子迁移率为175cm2/Vs,而铟掺杂CdS纳米带的电子迁移率达到325cm2/Vs,接近于单晶块体CdS的电子迁移率340 cm2/Vs。本论文利用热蒸发法合成了铟和磷掺杂CdS纳米带,并基于合成的纳米带成功地制备了场效应管,并较为系统地探讨了铟和磷掺杂CdS对其晶体结构和电传输性能的影响,为研究掺杂CdS纳米带的性质及其器件应用提供了参考依据。