【摘 要】
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在过去十几年里,准一维半导体纳米材料已逐渐成为纳米材料科学研究领域的研究热点之一。硫化锌(ZnS)是一种典型的Ⅱ—Ⅵ族宽带隙半导体材料,在光电器件、平板显示器以及激光
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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在过去十几年里,准一维半导体纳米材料已逐渐成为纳米材料科学研究领域的研究热点之一。硫化锌(ZnS)是一种典型的Ⅱ—Ⅵ族宽带隙半导体材料,在光电器件、平板显示器以及激光等领域有广泛的应用。另一方面,硅基半导体纳米材料具有稳定的半导体特性,在微纳电子技术领域拥有巨大的应用潜力。
本论文首先采用化学气相沉积方法制备了不同形貌的硫化锌纳米材料;采用溶液刻蚀方法制备了多孔硅纳米线,研究其光催化性能。然后,利用不同形貌的硫化锌纳米材料作为模板,在真空条件下合成了不同形貌和尺寸的一维硫化锌/硅核壳纳米"电缆和硅管。具体内容如下:
1.利用真空管式炉制备不同形貌硫化锌。实验中发现所制备硫化锌的形貌与真空管式炉内的压强和温度有明显的依赖关系。当炉内压强为100mbar时,以ZnS粉末为原料,在不同温区分别制备出硫化锌纳米线和纳米带;当炉内的压强为30mbar,产物为三晶纳米带;当炉内的压强为20mbar,产物中含有大量的硫化锌纳米环。
2.利用金属辅助化学溶液刻蚀方法制备硅线和多孔硅线。研究了利用重掺杂和轻掺杂的硅片刻蚀的硅线或多孔硅线的粗糙度与H2O2浓度的关系。在此实验中,所制备硅线或多孔硅的粗糙度可以通过改变实验条件加以控制和选择,证明了所制备材料形貌的初步可控性。多孔硅由于具有较大的比表面积,可用于有机染料光降解的催化剂。
3.利用两步热蒸发方法制备了硫化锌/硅核壳纳米"电缆"。用合成的硫化锌纳米线和纳米带作为模板,在外表面包覆多晶硅,制备了不同形貌的硫化锌/硅核壳纳米"电缆"。通过调节硅的沉积时间,控制合成了直径不同的硫化锌/硅核壳纳米"电缆"。然后,将所制备样品浸入在稀盐酸溶液中,去掉硫化锌内核,得到形貌不同的硅管,并研究了硅管的光催化性能。
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