本文關(guān)鍵詞： ZnS納米材料 元素?fù)诫s ZnS:Al一維納米結(jié)構(gòu) 尺寸結(jié)構(gòu)控制 光學(xué)特性分析　出處：《揚(yáng)州大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：ZnS作為一種重要的寬禁帶直接帶隙的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料,禁帶寬度為3.7eV,具有優(yōu)異的光學(xué)及電學(xué)等方面的性能,在電子、化工、航空、國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域都有著重要運(yùn)用。對(duì)于ZnS納米材料,其尺寸大小的調(diào)控、不同形貌結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理、元素?fù)诫s,以及這些方面對(duì)ZnS材料各方面性質(zhì)的影響,一直是業(yè)界經(jīng)久不衰的研究熱點(diǎn)。在本文中,我們制備了不同尺寸形貌的ZnS納米材料,也對(duì)ZnS納米材料進(jìn)行了元素?fù)诫s,并合成了ZnS:Al的一維納米結(jié)構(gòu),對(duì)其各方面的性能進(jìn)行了測(cè)試和分析,具體的內(nèi)容如下：1.采用水熱法,制備了不同尺寸大小的ZnS納米顆粒及納米棒樣品。SEM、TEM. HRTEM及XPD測(cè)試結(jié)果表明,ZnS納米顆粒的尺寸大小為5-30nm,為立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)。ZnS納米棒的長(zhǎng)度為100～200納米,直徑為幾十納米,為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)且沿著[0001]方向生長(zhǎng)。在小尺寸的ZnS納米顆粒和ZnS納米棒中,觀察到了隨機(jī)分布的堆積層錯(cuò)(SFs)和孿晶結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)拉曼光譜的研究分析,我們得到一些有趣的現(xiàn)象。在ZnS顆粒樣品中,尺寸從5nm增大到15nm時(shí),1LO峰發(fā)生6cm-1的藍(lán)移,而尺寸從15nm到30nm時(shí),由于樣品本身的缺陷的影響,1LO峰沒(méi)發(fā)生移動(dòng)。與ZnS納米顆粒對(duì)比,由于聲子限制效應(yīng),ZnS納米棒樣品的LO峰和SO峰分別有著2-4 cm-1和2-8 cm-1的藍(lán)移。2.采用水熱法,制備了Er摻雜的ZnS顆粒樣品,XDR分析顯示樣品為立方相結(jié)構(gòu)并且具有很好的結(jié)晶性,通過(guò)謝樂(lè)公式的計(jì)算分析,ZnS:Er顆粒的尺寸隨著Er摻雜量的增加呈現(xiàn)出一個(gè)先減小然后增大然后繼續(xù)減小的變化曲線,這個(gè)變化關(guān)系由兩方面因素協(xié)調(diào)同作用引起,一方面,摻雜Er原子的原子尺寸較大致使晶格增大,另一方面Er3+離子會(huì)加強(qiáng)陰陽(yáng)離子之間的相互作用,這導(dǎo)致ZnS晶格的收縮。SEM分析表明我們所制備的樣品為球形顆粒而且尺寸比較均勻。從紫外吸收譜中,我們不僅得到ZnS的吸收峰也觀察到了Er3+離子的吸收峰,Er3+的吸收峰隨著Er摻雜濃度的增加而加強(qiáng),這表明了ZnS樣品中摻入了Er3+離子。通過(guò)光致發(fā)光譜的擬合分析我們得到了520nm和556nm左右的兩個(gè)發(fā)光峰,分別來(lái)自于表面態(tài)和Er3+自身能級(jí)的躍遷。從拉曼光譜中我們觀察到了1LO、1TO、 2LO、2TO以及一些多聲子過(guò)程,并且出現(xiàn)了與晶格應(yīng)變有關(guān)的紅移現(xiàn)象,此外還發(fā)現(xiàn)隨著樣品尺寸減小,激子聲子耦合強(qiáng)度加強(qiáng)。順磁共振分析顯示所有樣品都出現(xiàn)了超精細(xì)結(jié)構(gòu),更進(jìn)一步證實(shí)Er3+已經(jīng)離子摻入到ZnS中。3.通過(guò)熱蒸發(fā)(CVD)的方法制備出了不同形貌的ZnS:Al一維納米材料樣品。生長(zhǎng)過(guò)程中原材料與基片之間的距離對(duì)材料的形貌有著重要的影響,SEM顯示樣品主要有兩種形貌,XRD顯示ZnS:Al納米材料為六方相和立方相的混合結(jié)構(gòu)且存在Au、Al的成分。拉曼光譜的分析顯示,帶有“毛刺”狀樣品的表面聲子峰SO的所占比例以及拉曼散射的整體強(qiáng)度都得到了一定的加強(qiáng),這都?xì)w結(jié)于特殊的表面結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和豐富的表面態(tài)。
[Abstract]:As an important wide band gap 鈪，

本文編號(hào)：1528384