SBA-15模板法合成半导体CdS与ZnS纳米线阵列及其电输运性质研究

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一维半导体纳米线阵列由于具有独特的物理化学性质,因而在纳米器件领域(光发射二极管、平行板电容器、光信息储存器)具有潜在的应用背景,而引起大家的广泛关注,在这方面,如何获得高度有序的半导体纳米线阵列,以及其性质的研究成为当前研究的一个热点。本文采用SBA-15模板法制备出了高度有序的CdS、ZnS纳米线阵列,并对其电输运性质进行了研究。本文的主要工作和取得的主要成果如下:1.本文采用烷基磺酸盐作为单分子前驱体,SBA-15作为硬模板来合成硫化镉,硫化锌纳米线阵列,并通过TEM、SEM、TG/DTA、XRD、N2吸附-脱附、UV-VIS及PL等对其形貌、结构及性能进行表征。结果显示,此纳米线阵列具有高度有序,并且具有类似于母模板的纤维状形貌,说明其对母模板进行了很好的复制,同时又具有一定的光学性能。2.用交流电场辅助组装的方法,实现单束纳米线阵列的组装。对CdS纳米线阵列的电输运性质进行了测量和分析,发现I-V曲线呈现出非线性和非对称性的整流行为。对此进行分析,形成这种整流行为的原因是纳米线在电场组装过程中和电极间形成了不对称的接触,从而引起纳米线的两端和电极间形成的接触势垒高低的不同。在紫外光的照射下,CdS纳米线阵列的I-V曲线发生了很大的变化,这说明了利用它们组装成的纳米器件具有良好的光开关效应。为了探讨此方法所制备的其他的硫化物纳米线是否也具有整流的特性,我们又用同样的方法制备出ZnS纳米线阵列,测试结果显示其同样具有非线性的整流特性,但是整流比却低于硫化镉纳米线阵列。3.用此方法合成出Cd1-xZnxS三元化合物,并对其形貌及结构进行表征,结果显示,其同样具有SBA-15的二维六方及纤维状形貌,说明其对母模板进行了很好的复制,XRD显示:角度向小角方向偏移,说明已经有部分锌离子掺入进去。
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