發(fā)布時(shí)間：2019-10-08 05:29

【摘要】：二維納米材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能,在電子學(xué)及光電子學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景,但關(guān)于硫化鎘二維納米材料的制備及性能研究還鮮有報(bào)道。本文首次采用范德華外延生長(zhǎng)技術(shù),在氟金云母片襯底上制備了硫化鎘二維納米片。通過(guò)掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡、X射線(xiàn)粉末衍射儀和拉曼光譜儀等分析手段對(duì)產(chǎn)物的形貌、厚度、晶體結(jié)構(gòu)、成分等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明,納米片具有六方纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu),尺寸約為幾個(gè)微米,厚度約為幾十納米。范德華外延生長(zhǎng)技術(shù)在硫化鎘二維單晶納米片制備上的成功應(yīng)用,為其它二維非層狀材料的制備提供了新的思路,并使其在高性能電子和光電子器件上的應(yīng)用成為了可能。
【圖文】：

第３期朱丹丹等：范德華外延生長(zhǎng)硫化鎘二維納米片及其光致發(fā)光性能研究２７５圖１合成硫化鎘二維納米片的示意圖Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｆｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＣｄＳｎａｎｏｐｌａｔｅｓ２結(jié)果與討論一些常見(jiàn)的二維層狀材料，如石墨烯、氮化硼、云母片等經(jīng)常被用作范德華外延生長(zhǎng)的襯底，本實(shí)驗(yàn)選擇氟金云母片作為襯底來(lái)進(jìn)行硫化鎘二維納米結(jié)構(gòu)的制備。氟金云母片具有準(zhǔn)六方的層狀晶體結(jié)構(gòu)，易于沿著（００１）表面進(jìn)行剝離，新剝離出的表面具有原子級(jí)平滑度且呈現(xiàn)化學(xué)惰性，這些優(yōu)勢(shì)使材料的二維生長(zhǎng)成為可能。首先，我們利用ＳＥＭ對(duì)產(chǎn)物的形貌進(jìn)行了表征，，如圖２所示，其中圖２ａ和２ｂ分別為襯底上較高溫區(qū)和較低溫區(qū)獲得的硫化鎘納米片的ＳＥＭ圖片。我們可以看到較高溫區(qū)所獲得的納米片以六邊形居多，而低溫區(qū)的納米片以截角三角形和正三角形為主，根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道這是由不同溫區(qū)原材料的過(guò)飽和度不同而引起的，在其他二維材料的制備中這種現(xiàn)象也經(jīng)常出現(xiàn)［２３，２４］。相近位置處納米片的圖２生長(zhǎng)在（ａ）高溫區(qū)和（ｂ）低溫區(qū)硫化鎘納米片的ＳＥＭ照片；（ｃ）～（ｅ）分別為六邊形、截角三角形和三角形硫化鎘納米片的ＳＥＭ放大照片（ａ）－（ｂ）ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＣｄＳｎａｎｏｐｌａｔｅｓｇｒｏｗｎｏｎｔｈｅｍｉｃａｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；（ｃ）－（ｅ）ｍａｇｎｉｆｉｅｄＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｈｅｘａｇｏｎａｌ，ｔｒｕｎｃａｔｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒａｎｄｔｒｉａｎｇｕｌａ

科學(xué)與光化學(xué)第３４卷尺寸具有良好的均勻性，邊長(zhǎng)約為幾個(gè)微米。值得注意的是，這些二維納米片與襯底的堆垛角相同，即納米片均具有相同的取向，這是范德華外延生長(zhǎng)的一個(gè)重要標(biāo)志［１０］。圖２ｃ～２ｅ分別為具有六邊形、截角三角形以及三角形形狀的單個(gè)硫化鎘納米片的ＳＥＭ放大圖片，這些納米片邊緣筆直，且其表面具有均勻的襯度，表明了這些納米片具有光滑且平整的表面。為精確表征納米片的形貌，我們采用ＡＦＭ對(duì)硫化鎘納米片的表面結(jié)構(gòu)和厚度進(jìn)行了分析，如圖３所示。其中圖３ａ為硫化鎘二維納米片的低倍ＡＦＭ圖片，發(fā)現(xiàn)這些納米片表面具有均勻的襯度，說(shuō)明它們具有光滑而平整的表面，且厚度相近。多次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，通過(guò)調(diào)控不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)我們可以獲得具有不同厚度的硫化鎘納米片。另外，與圖２ａ、２ｂ中的特征相似，這些納米片的取向保持一致，再一次證明這些硫化鎘二維納米片與氟金云母片具有良好的外延生長(zhǎng)關(guān)系。圖３ｂ為單個(gè)硫化鎘納米片的ＡＦＭ圖片，我們可以看到此納米片呈現(xiàn)規(guī)則的六邊形形狀，表面平整且厚度約為８１ｎｍ。為了探究所制備硫化鎘納米片的晶體結(jié)構(gòu)，圖３（ａ）硫化鎘納米片的低倍ＡＦＭ圖片；（ｂ）單個(gè)硫化鎘納米片ＡＦＭ圖片（ａ）ＡＦＭｉｍａｇｅｏｆＣｄＳｎａｎｏｐｌａｔｅｓ；（ｂ）ｍａｇｎｉｆｉｅｄＡＦＭｉｍａｇｅａｎｄｈｅｉｇｈｔｐｒｏｆｉｌｅｏｆａｓｉｎｇｌｅｈｅｘａｇｏｎａｌＣｄＳｎａｎｏｐｌａｔｅ，ｓｈｏｗｉｎｇａｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆ８１ｎｍ我們利用ＸＲＤ對(duì)其進(jìn)行了表征，結(jié)果如圖４所示。為了更清楚地顯示所形成的硫化鎘納米片的特征
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所光化學(xué)與光功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃973項(xiàng)目(2012CB932401) 中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)(XDA09040203)資助
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;O614.242

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 嚴(yán)宣申;硫化鎘溶于鹽酸的原因[J];化學(xué)教育;1989年04期

2 趙榮祥;李秀萍;徐鑄德;;生物分子輔助水熱法合成樹(shù)枝狀硫化鎘[J];無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2008年09期

3 ;螢光純硫化鎘制備方法的改進(jìn)[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1976年04期

4 崔東林,高勝利,王惠民,何水樣,金建安,李安都;球形高純硫化鎘粉末的制備[J];化學(xué)世界;1981年05期

5 陳立高;雷永生;;對(duì)用硫脲法制備感光涂料硫化鎘的探討[J];化學(xué)試劑;1983年06期

6 施昌亞;;制備熒光純硫化鎘的新方法[J];浙江化工;1988年03期

7 王岳;光敏硫化鎘的生產(chǎn)方法[J];有色冶煉;1989年04期

8 秦玉楠;;彩色玻璃及“馬賽克”和硫化鎘生產(chǎn)工藝[J];貴州化工;1990年02期

9 馬國(guó)華,彭同江,劉琨;硫化鎘量子線(xiàn)的組裝與研究[J];郴州師范高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào);2003年02期

10 湯旭;馮秋艷;夏艷秋;;高純硫化鎘中痕量雜質(zhì)元素的測(cè)定[J];甘肅冶金;2007年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 許榮輝;肖發(fā)新;李海濤;尚興記;韓金波;;高摩爾吸光、強(qiáng)光致熒光硫化鎘納米晶合成[A];2011中國(guó)功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第三卷）[C];2011年

2 蘇大偉;孫中溪;;黃原酸鎘作為前軀體制備納米介孔硫化鎘[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)納米化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

3 王春雷;張皓;張俊虎;李敏杰;韓坤;楊柏;;制備高質(zhì)量的硫化鎘納米晶[A];2005年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2005年

4 曾鵬;胡俊;彭天右;柴波;;還原的氧化石墨烯-硫化鎘的制備及光催化制氫性能[A];2011中國(guó)功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

5 宋錦;田秀君;;納米硫化鎘的制備、表征及其光催化性能研究[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（7）[C];2007年

6 潘軍;朱永春;錢(qián)逸泰;;子彈頭狀的硫化鎘納米材料的溶劑熱合成[A];2009中國(guó)功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

7 金榮;蘇明毅;崔蒙;楊帆;李小博;楊合情;;硫化鎘六邊形片組裝的球形花狀結(jié)構(gòu)的水熱制備及光催化性能[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十三屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

8 吳昊宇;胥明;鄭耿鋒;;硫化鎘納米線(xiàn)的螺旋位錯(cuò)驅(qū)動(dòng)的缺陷生長(zhǎng)機(jī)理[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

9 施曉楓;侯林瑞;陳莉;王彩鳳;陳蘇;;功能化硫化鎘納米晶與甲基乙烯基硅橡膠雜化材料的研究[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2009年

10 劉許強(qiáng);曾光;蔣樹(shù)斌;;伽馬輻射法制備納米硫化鎘/石墨烯復(fù)合材料[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第29分會(huì)：公共安全化學(xué)[C];2014年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前5條

1 張yN 李敏;簡(jiǎn)述硒硫化鎘玻璃的生產(chǎn)工藝[N];山西科技報(bào);2005年

2 張yN 李敏;簡(jiǎn)述硒硫化鎘玻璃的生產(chǎn)工藝[N];山西科技報(bào);2005年

3 張yN 李敏;簡(jiǎn)述硒硫化鎘玻璃的生產(chǎn)工藝[N];山西科技報(bào);2005年

4 張yN 李敏;簡(jiǎn)述硒硫化鎘玻璃的生產(chǎn)工藝[N];山西科技報(bào);2005年

5 張yN 李敏;簡(jiǎn)述硒硫化鎘玻璃的生產(chǎn)工藝[N];山西科技報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 韓健;硫化鋅硫化鎘微納米材料的液相控制合成及表征[D];山東大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 白冰;硫化鎘納米粒子的形貌控制合成研究[D];中南大學(xué);2007年

2 王玲玲;基于綠色化學(xué)理念的納米硫化鎘的合成及應(yīng)用[D];河南師范大學(xué);2011年

3 楊曉紅;水熱法制備硫化鎘納米材料及其表征[D];蘭州理工大學(xué);2011年

4 李文娟;硫化鎘納米材料的合成及其性質(zhì)研究[D];曲阜師范大學(xué);2011年

5 關(guān)雷;液相微波法合成半導(dǎo)體碲、硫化鎘納米材料及其應(yīng)用[D];溫州大學(xué);2014年

6 張志坤;一維硫化鎘納米線(xiàn)陣列的制備及其特性[D];遼寧師范大學(xué);2011年

7 王欣;一維聚吡咯/硫化鎘納米復(fù)合材料的制備及光降解性能研究[D];北京化工大學(xué);2014年

8 李江波;霧化法制備硫化鎘薄膜及其摻雜特性研究[D];電子科技大學(xué);2009年

9 嚴(yán)睿文;高分子模板中硫化鎘納米粒子可控制備及性能研究[D];安徽大學(xué);2003年

10 常道陽(yáng);形貌可控氧化鋅/硫化鎘量子點(diǎn)的制備及性能研究[D];北京化工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2546130