磷化铟纳米线的制备表征及光学性能研究

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磷化铟(InP)是重要的III-V族半导体材料,常温下的直接带隙宽度为1.35eV。纳米尺度的InP由于其在电子和光电子器件中的潜在应用引起了广大研究者的研究兴趣。在本文中,主要介绍两种以单质反应物制备InP纳米线的合成方法,据我们所知,目前还没有过类似方法的任何相关报道。并采用XRD、TEM、SEM、拉曼光谱和荧光光谱等检测手段对样品进行表征。采用化学气相沉积(CVD)法,以红磷和金属铟为主要反应物成功合成出宽度均匀的立方闪锌矿InP纳米线。考察了单温区直接固相反应和加入二次磷源的双温区CVD法两种制备条件对InP纳米线的结晶性、形貌、光学性能的影响,结果表明加入二次磷源后,样品结晶性明显变好、纳米线增多。样品杂质及晶体缺陷导致InP拉曼光谱和荧光光谱发生移动。基于实验结果,讨论了可能的反应机理。采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助的溶剂热法,以白磷和铟粉为反应物,苯为溶剂,合成出单晶和孪晶InP纳米线。XRD结果表明产物为立方闪锌矿InP,并以TEM和SEM来表征样品的形貌。同时研究了CTAB和反应温度对InP纳米线形貌的影响。结果表明这两种因素在合成稳定的InP纳米线的过程中起到重要作用。基于实验结果,分析了可能的反应机理。通过拉曼光谱和荧光光谱了解InP纳米线的光学性质,与块体InP相比,样品表现出荧光蓝移性质,这将大大提高InP纳米尺寸器件的应用前景。
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