一维多组份纳米材料的制备及性能研究

• 作 者: 张德忠
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 纳米材料 一维结构 原位生长 电化学沉积 光电性能

多组份纳米材料是当今纳米科技的研究热点之一。在分段式和核壳型一维结构中，不同组份材料在轴向或者径向复合生长，从而形成一个各向异性的界面。这使得一维多组份纳米材料不仅结合了不同组份材料各自的性能，并且相互协同产生了单一组份所不具备的特殊性能。然而，有机/无机复合的特别是包括有机小分子材料的多组份一维结构的制备还是一个难点。在本论文中，设计并且制备了多种有机无机复合的多组份分段式和核壳式一维结构，重点研究了复合材料之间的协同作用及其对杂化一维结构光电性能的影响。主要成果包括：　　
1.通过模板辅助的电化学沉积原位生长方法，制备了金属银和导电聚合物聚吡咯之间的分段式纳米异质结结构。这种分段式纳米线具有均匀的直径与长度，并且聚吡咯与银之间具有清晰的接触界面。采用顶端接触上电极的方式，研究了单根聚吡咯-银分段式纳米线展现出的肖特基二极管特性及其酸碱响应活性。　　
2.以无机多孔氧化铝膜为模板，结合气相沉积和原位电化学沉积的方法，制备了有机无机杂化的核/壳型聚吡咯(PPy)/硫化锌(ZnS)纳米线。在外壳硫化锌与内核聚吡咯之间存在着电荷转移，从而导致聚吡咯的氧化还原电势相比于单组份的聚吡咯纳米线正向偏移。聚吡咯和硫化锌之间形成有机-无机杂化的P-N界面，从而导致单根PPy/ZnS核/壳纳米线展现出整流特性。　　
3.以红荧烯作为目标分子，通过模板辅助的电化学沉积原位生长方法，制备了一维红荧烯纳米线。红荧烯纳米线具有均匀的直径及长度，XRD测试结果表明红荧烯纳米线为三斜晶系。单根红荧烯纳米线场效应晶体管器件的开关比为103，迁移率0.01 cm2/Vs。在此基础上，利用电化学交替沉积技术，成功制备了银-红荧烯分段式纳米线；结合气相沉积和原位电化学沉积的方法，制备了硫化镉/红荧烯核/壳型纳米线。其中，硫化镉/红荧烯核/壳型纳米线表现出优良的整流特性。