本文關(guān)鍵詞：銀摻雜二氧化錫納米線的制備及其光學(xué)性能研究

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【摘要】：二氧化錫(SnO2)是一種寬帶隙(Eg=3.62eV)n型半導(dǎo)體,在晶體管、光電轉(zhuǎn)換器件和氣敏傳感器等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。摻雜后的二氧化錫將具有更高的可見(jiàn)透射率、紅外反射率和紫外吸收率。論文選用具有出色的表面等離子體性質(zhì)的銀納米結(jié)構(gòu)為摻雜元素,將利用銀的近場(chǎng)增強(qiáng)能力進(jìn)一步提高二氧化錫納米線的光學(xué)性能,進(jìn)而拓展其在光學(xué)、光子學(xué)以及光電子學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。論文首先在常溫常壓下通過(guò)水浴法制備銀納米結(jié)構(gòu),探討了保護(hù)劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和離子環(huán)境調(diào)節(jié)劑稀硫酸(H2SO4)添加量對(duì)最終銀納米結(jié)構(gòu)的形貌及其光學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：PVP添加量對(duì)銀納米結(jié)構(gòu)的形貌起決定性作用：隨著PVP添加量從0增至0.3g,銀納米結(jié)構(gòu)將由球形顆粒狀變?yōu)槠瑺睢⒘⒎襟w狀,最終變?yōu)榇糖驙�。此�?銀納米結(jié)構(gòu)的紫外-可見(jiàn)吸收峰主要由三部分組成,分別來(lái)自s帶內(nèi)間接躍遷(189nm)、sp-d帶間直接躍遷(193nm)和d帶內(nèi)間接躍遷(200nm),且稀H2SO4添加量是決定sp-d帶間直接躍遷和d帶內(nèi)間接躍遷何者居于主導(dǎo)地位的主要因素：添加量小于2ml時(shí),間接躍遷占主導(dǎo)；大于2ml時(shí),直接躍遷將居主導(dǎo)地位。其次,利用溶劑熱法制備出二氧化錫納米線,并使用正交法對(duì)影響納米線形貌和光學(xué)性能的三個(gè)試驗(yàn)參數(shù)(草酸亞錫添加量,PVP添加量,反應(yīng)溫度)進(jìn)行研究。結(jié)果表明：溫度是將SnO2制成納米線的主要因素：獲得形貌較均一SnO2納米線的最佳反應(yīng)溫度為160℃；PVP添加量是影響SnO2納米線光學(xué)性能的主要因素：在345～414nm這一發(fā)光頻譜范圍內(nèi),隨著PVP添加量的增加,SnO2發(fā)光峰將發(fā)生紅移。最后,通過(guò)使用水浴—油浴二步法成功制備出長(zhǎng)度為幾微米、直徑為幾十納米的Ag摻雜SnO2納米線。能譜(EDS)表明銀在納米線中摻雜均勻。由于銀的摻雜,在原有來(lái)自氧空位的發(fā)光峰(313nm)的基礎(chǔ)上又在348nm和364nm出現(xiàn)發(fā)光峰。這兩個(gè)新發(fā)光峰的強(qiáng)度隨著銀相對(duì)摻雜量的增加而增大,這與紫外-可見(jiàn)光譜中419nm處吸收峰的強(qiáng)度變化趨勢(shì)一致。由此可以推斷銀摻雜SnO2納米線在348nm和364nm處的新發(fā)光峰可能分別來(lái)自銀的表面等離子輻射和銀摻雜導(dǎo)致的錫空位。
【關(guān)鍵詞】：二氧化錫 摻雜 表面等離子體 銀納米結(jié)構(gòu) 光學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN304.21;TB383.1
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-31
• 1.1 引言16
• 1.2 納米材料的性能16-19
• 1.2.1 納米材料的電性能16-17
• 1.2.2 納米材料的光學(xué)性能17
• 1.2.3 表面效應(yīng)17
• 1.2.4 小尺寸效應(yīng)17-18
• 1.2.5 量子尺寸效應(yīng)18-19
• 1.2.6 量子隧穿效應(yīng)與宏觀量子隧道效應(yīng)19
• 1.3 二氧化錫納米材料19-23
• 1.3.1 二氧化錫納米材料的制備及應(yīng)用20-21
• 1.3.2 摻雜二氧化錫納米材料的制備及應(yīng)用21-22
• 1.3.3 表面等離子增強(qiáng)的二氧化錫納米材料22-23
• 1.4 銀納米材料23-29
• 1.4.1 銀納米材料的制備24-28
• 1.4.2 銀納米材料的應(yīng)用28-29
• 1.5 課題研究意義及內(nèi)容29-31
• 1.5.1 課題研究意義29
• 1.5.2 課題研究?jī)?nèi)容29-31
• 第二章 水浴法制備銀納米結(jié)構(gòu)及其光學(xué)性能研究31-42
• 2.1 引言31
• 2.2 樣品制備31-32
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)制備中的主要試劑和儀器31-32
• 2.2.2 銀納米粒子的合成32
• 2.3 樣品的表征及結(jié)果分析32-35
• 2.3.1 樣品的形貌表征33
• 2.3.2 光譜分析結(jié)果33-35
• 2.4 實(shí)驗(yàn)工藝條件的討論35-41
• 2.4.1 PVP添加量的影響35-38
• 2.4.2 稀H_2SO_4添加量的影響38-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第三章 溶劑熱法制備二氧化錫納米線及其光學(xué)性能研究42-56
• 3.1 引言42
• 3.2 樣品的制備與性能測(cè)試42-46
• 3.2.1 樣品制備和性能表征使用的試劑及儀器42-43
• 3.2.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案43-46
• 3.3 樣品的光學(xué)性能分析46-49
• 3.3.1 UV-Vis性能分析46-48
• 3.3.2 PL光譜分析48-49
• 3.4 樣品形貌分析49-51
• 3.5 正交試驗(yàn)結(jié)果分析51-55
• 3.5.1 確定實(shí)驗(yàn)因素的優(yōu)水平和最優(yōu)水平組合51-52
• 3.5.2 確定因素的主次順序52-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 第四章 摻銀二氧化錫納米線的制備及其光學(xué)性能研究56-64
• 4.1 引言56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)步驟56-57
• 4.2.1 材料制備中使用的試劑及儀器56-57
• 4.2.2 樣品制備57
• 4.3 樣品的表征及結(jié)果分析57-62
• 4.3.1 形貌分析57-61
• 4.3.2 光譜分析61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 總結(jié)及展望64-66
• 5.1 總結(jié)64
• 5.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 劉芳;;納米材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2011年02期

2 周全法,李鋒,朱雯;光誘導(dǎo)法制備納米級(jí)片狀銀粉的研究[J];貴金屬;2003年01期

3 施爾畏，夏長(zhǎng)泰，王步國(guó)，，仲維卓;水熱法的應(yīng)用與發(fā)展[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);1996年02期

本文編號(hào)：1083521