【摘 要】
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硼烯作为全新的单元素类石墨烯二维纳米结构吸引了人们的关注,由于硼元素独特的原子特性,其拥有着极为丰富多变的结构,有着发挥出独特物化性能的巨大潜力。但当前仅有少数研究成功实现了种类有限的硼烯的制备,更多的合成方案仍等待人们的探索。在这样的研究背景下,我们注意到已被广泛应用于硼掺杂的卤化硼有着作为硼源制备硼基纳米材料的潜力,并致力于利用卤化硼使用较简易的方式合成出硼基纳米材料,同时将其制作成器件以研究
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硼烯作为全新的单元素类石墨烯二维纳米结构吸引了人们的关注,由于硼元素独特的原子特性,其拥有着极为丰富多变的结构,有着发挥出独特物化性能的巨大潜力。但当前仅有少数研究成功实现了种类有限的硼烯的制备,更多的合成方案仍等待人们的探索。在这样的研究背景下,我们注意到已被广泛应用于硼掺杂的卤化硼有着作为硼源制备硼基纳米材料的潜力,并致力于利用卤化硼使用较简易的方式合成出硼基纳米材料,同时将其制作成器件以研究其光电性能等物化特性。在本论文中具体的研究内容如下:1.以溴化硼为硼源,使用热解法制备单层仅5-10 nm厚,若沿石英管壁持续沉积则拥有接近毫米级宽度的无定型硼纳米纸。这种热解法仅需在400℃的低温中进行15 min。制备所得的硼纳米纸被通过光刻工艺用于组装成光电器件,在5 V的偏置电压下其可在1.66 mW的405 nm激光照射中使电流从0.5 nA上升至1.5 nA。2.用热解法将溴化硼与预先制备的三硫化铪纳米带共同加热,制取硼掺杂的三硫化铪（B-HfS3）纳米带。B-HfS3纳米带被组装成光电器件以测量其光电特性。结构表征显示通过控制合适的热解温度,可将溴化硼热解而成的硼纳米颗粒掺入三硫化铪纳米带晶体中的层间间隙之中,利用硼原子的缺电子特性将其作为电子阱,调控三硫化铪纳米带中的载流子浓度。多根B-HfS3纳米带叠加成网状结构的群体光电器件可以解决电子阱吸附少数载流子进一步降低纳米带导电性能使光生载流子复合速率变慢的问题,同时还发现在经过硼掺杂后,其在405 nm光照下的比探测率有10%上升。3.使用碘粒与硼粉在化学气相传输法的过程中生成碘化硼中间体,并传输到不同基底上进行沉积。通过更换基底、加热温度与加热时间,成功在氧化镁基片与3 nm Au/Si基片上沉积出形貌良好的硼纳米结构。在前者上能得到覆盖大部分基片表面的5-20 nm厚的硼薄片,在后者上能沉积出直径约30nm的螺旋型硼纳米线。
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