水热/溶剂热法合成硒化锌纳米半导体材料及其性能研究

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低维纳米材料以其独特的电学、光学和力学特性引起了世界范围内科学家的研究兴趣。如何实现对纳米颗粒形状的有效控制是困扰科学家们的难题之一。目前已开发了多种用于制备纳米半导体材料的方法。低维半导体纳米材料的制备技术虽已得到较大发展,但以往的制备方法多数反应条件苛刻,使用的设备昂贵。寻求合理的合成方法,以实现对纳米粒子的形状控制已成为纳米技术与多学科交叉领域的研究热点之一。水热制备技术因设备简单、操作容易而成为一种常用的制备纳米结构的手段。论文中采用水热/溶剂热法成功合成了几种纳米结构,通过X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、X射线能谱仪、紫外-可见分光光度计等对产物进行了结构表征与光学性能测试。主要内容包括:1.硒化锌纳米球的水热合成与表征。以水合肼为还原剂,并用油酸作为表面活性剂,合成了具有面心立方结构的立方闪锌矿型硒化锌纳米球。结果表明,所得纳米球体直径约20nm,与常规体材料硒化锌相比发生明显的蓝移现象,说明所合成的硒化锌纳米球具有优异的光学性能。并研究了PH值(NaOH加入的量)、水热反应温度以及反应时间等工艺因素对所制备的ZnSe纳米材料的形貌、样品尺寸及其光学性能的影响。2.溶剂热法制备不同形貌硒化锌半导体材料。以乙二胺-乙醇为溶剂采用溶剂热法成功合成了具有六方结构的六边形硒化锌薄片和六边形棱柱。结果表明薄片的表面光滑,棱角分明,并且具有较好的光学性能;棱柱生长较完全,结构对称。以二乙醇胺为溶剂成功合成了立方闪锌矿型硒化锌纳米棒,纳米棒直径约100nm,长径比在10左右,形貌单一、尺寸均匀。分析表明,所用溶剂提供的单体的结构、配位强度、键本身的强度等都会显著影响所得产物的形貌和尺寸。并对溶剂与金属离子的配位作用以及反应温度和反应时间对所得产物形貌的影响进行了进一步的讨论。
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