纳米碲化物(Ag<,2>Te、PbTe)材料的合成及性质研究

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碲化物纳米材料因为其优良的电学性质、光学性质和热电性质因而在化学和生物传感器、场效应晶体管、逻辑电路、光敏传感器以及高性能热电器件方面具有广阔的应用前景从而引起人们的广泛兴趣。纳米材料的形貌控制是制作材料的关键工序之一,也是目前纳米材料研究的基本课题。研究纳米微粒形貌的影响因素,同时解释晶体的生长机理是实现形貌和尺寸控制的一个重要途径。本文采用一种低温常压、操作简单、成本低廉、便于工业化推广的合成新方法—复合氢氧化物媒介法(composite-hydroxide-mediated,CHM)合成出超细的纳米Ag2Te纳米线和PbTe纳米棒。用CHM法在180-225℃间合成了单斜晶相碲化银单晶纳米线,样品纯度高。碲化银纳米线直径大约20-30纳米,长度则长达几百纳米,并且可以通过改变生长温度和生长时间控制样品尺寸。我们对碲化银纳米线的生长机理进行了分析。通过试验在升温过程/降温过程中在148/133℃附近发现了碲化银从单斜晶相到面心立方相的可逆结构相变,并计算了样品的相变潜热。对样品电阻和温差电动势随温度变化进行了分析,发现样品电阻和塞贝克系数在结构相变附件温度发生急剧变化。升温和降温过程中最大塞贝克系数值分别为170μV/K和160μV/K左右,显示了其在一维纳米热电材料中的广阔应用前景。在没有任何表面活性剂的条件下用CHM方法合成了碲化铅纳米棒。通过试验表明碲化铅为面心立方结构。碲化铅纳米棒直径大概50-120纳米,长度则长达200-1000纳米,并且可以通过改变生长时间和生长温度来控制样品尺寸。我们对碲化铅纳米棒的生长机理进行了分析。通过透射光谱分析得到碲化铅纳米棒的带隙为0.26-0.43Ev。
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