多種過渡金屬碲化物納米結(jié)構(gòu)的水熱合成、修飾與特性研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-05 21:09
過渡金屬硫?qū)倩衔铮═MChs)有著許多獨(dú)特的理化特性和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,是凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)的重要研究對(duì)象,TMChs納米材料更是表現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能。作為TMChs家族成員,過渡金屬碲化物(TMTs)同樣擁有諸多新穎的物理化學(xué)性質(zhì),其晶體結(jié)構(gòu)豐富多變,類型多樣,各具特色,TMTs納米材料在光電轉(zhuǎn)換、能量?jī)?chǔ)存、光電子器件和納電子器件等方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。然而,相比其他硫?qū)倩衔?TMTs的研究主要集中在CdTe等少數(shù)的幾種材料上,大部分TMTs并未得到廣泛研究,特別是Fe、Co、Ni等碲化物。其納米材料的形貌、表面、微結(jié)構(gòu)和物相組成的控制還不盡人意,磁性等本征物理性質(zhì)和催化等應(yīng)用性能及其與結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系等尚未普遍研究。因此,發(fā)展一種新的、簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的相結(jié)構(gòu)、微觀形貌和顯微組織可控制備,并對(duì)材料的本征特性、結(jié)構(gòu)與性能之間的機(jī)制研究是一項(xiàng)非常有意義的工作。本文選取了 TMTs中幾種磁性元素的碲化物為研究對(duì)象,針對(duì)其納米結(jié)構(gòu)的制備、相結(jié)構(gòu)、磁性和催化應(yīng)用開展工作。采用一步水熱法合成了多種納米結(jié)構(gòu)的MTe/MTe2/MTex(M=Fe、Co、Ni),分析了材料的相結(jié)構(gòu)...
【文章來源】:陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:131 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1元素周期表中的過渡金屬元素和硫族元素
NiAs-type?hexagonal?structure?and?(c)?marcasite-type?orthorhombic?structure.?The?transition?metal??atoms?(M)?and?Te?atoms?are?displayed?with?blue?and?red?ball,?respectively.??圖1-2給出了幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)模型。在閃鋅礦(sphalerite)型結(jié)構(gòu)中,??Te原子形成立方密堆積,過渡金屬原子(M)填充在Te原子密堆所形成的四面??體空隙中,構(gòu)成了?MTe4配位四面體,每個(gè)四面體均通過公用頂點(diǎn)互相連接,形??成三維空間周期性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而在NiAs型結(jié)構(gòu)中,Te原子形成六方密堆積,??過渡金屬原子(M)占滿全部八面體空隙,構(gòu)成了?MTe6配位八面體,每個(gè)八面??體公用相對(duì)的兩個(gè)面形成鏈,鏈間公用棱形成三維結(jié)構(gòu),這樣八面體的12個(gè)棱都??公用。在白鐵礦(marcasite)型結(jié)構(gòu)中,六個(gè)Te原子與相鄰的過渡金屬原子(M)??形成MTe6配位,每個(gè)過渡金屬原子位于一個(gè)扭曲的八面體中,而每個(gè)Te原子處??在一個(gè)扭曲的四面體中。[2'3]??除了上述三種常見的晶型外
?不穩(wěn)定,可自發(fā)馳豫為nr相并在低溫下轉(zhuǎn)變?yōu)檎唤Y(jié)構(gòu)的Td相(空間群為P/W720,??如圖1-3所示[8]。其結(jié)構(gòu)上的多樣性也帶來許多新奇的物理性質(zhì)。??2H?1T'?Td??(Hexagonal)?(Monoclinic)?(Orthorhombic)??\XX故水??圖1-3?2H、irffTd相的MoTe2的晶體結(jié)構(gòu)的正面和側(cè)面模型圖,其中Mo原子和Te原子分別以??粉色和黃色表示,藍(lán)色虛線標(biāo)注1。Ш停ソY(jié)構(gòu)之間的變化。??Fig.?1-3?Side?and?top?views?of?the?crystal?structure?for?2H,?1T;?and?Td?MoTe2.?The?Mo?and?Te?atoms?are??shown?as?pink?and?yellow,?respectively.?The?dashed?blue?lines?highlight?the?subtle?differences?between??the?IT'?and?Td?structures.^1??1.?1.3過渡金屬碲化物的電子結(jié)構(gòu)??過渡金屬碲化物(TMTs)中由于過渡金屬元素的存在而擁有豐富的d電子結(jié)??構(gòu),過渡金屬的3d態(tài)和Te的印態(tài)之間的交換關(guān)聯(lián)作用在不同的化合物上的表現(xiàn)??各不相同。例如,實(shí)驗(yàn)得到的價(jià)帶譜(UPS)顯示Co的碲化物CoTa?(1.3?<x<?2)??是金屬,由于Te的戶態(tài)對(duì)態(tài)密度的貢獻(xiàn)在Cdl2型和白鐵礦型結(jié)構(gòu)中不同導(dǎo)致費(fèi)??米能級(jí)隨Te濃度下降。而XPS譜結(jié)果則傾向于所有(:〇。逓榻饘匍g化合物
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎳超細(xì)微顆粒的磁性[J]. 都有為,徐明祥,吳堅(jiān),史瑩冰,陸懷先,薛榮華. 物理學(xué)報(bào). 1992(01)
博士論文
[1]稀土氮化物及稀土摻雜AlN基稀磁半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的制備與高壓物性研究[D]. 叢日東.吉林大學(xué) 2014
本文編號(hào):2900097
【文章來源】:陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:131 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1元素周期表中的過渡金屬元素和硫族元素
NiAs-type?hexagonal?structure?and?(c)?marcasite-type?orthorhombic?structure.?The?transition?metal??atoms?(M)?and?Te?atoms?are?displayed?with?blue?and?red?ball,?respectively.??圖1-2給出了幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)模型。在閃鋅礦(sphalerite)型結(jié)構(gòu)中,??Te原子形成立方密堆積,過渡金屬原子(M)填充在Te原子密堆所形成的四面??體空隙中,構(gòu)成了?MTe4配位四面體,每個(gè)四面體均通過公用頂點(diǎn)互相連接,形??成三維空間周期性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而在NiAs型結(jié)構(gòu)中,Te原子形成六方密堆積,??過渡金屬原子(M)占滿全部八面體空隙,構(gòu)成了?MTe6配位八面體,每個(gè)八面??體公用相對(duì)的兩個(gè)面形成鏈,鏈間公用棱形成三維結(jié)構(gòu),這樣八面體的12個(gè)棱都??公用。在白鐵礦(marcasite)型結(jié)構(gòu)中,六個(gè)Te原子與相鄰的過渡金屬原子(M)??形成MTe6配位,每個(gè)過渡金屬原子位于一個(gè)扭曲的八面體中,而每個(gè)Te原子處??在一個(gè)扭曲的四面體中。[2'3]??除了上述三種常見的晶型外
?不穩(wěn)定,可自發(fā)馳豫為nr相并在低溫下轉(zhuǎn)變?yōu)檎唤Y(jié)構(gòu)的Td相(空間群為P/W720,??如圖1-3所示[8]。其結(jié)構(gòu)上的多樣性也帶來許多新奇的物理性質(zhì)。??2H?1T'?Td??(Hexagonal)?(Monoclinic)?(Orthorhombic)??\XX故水??圖1-3?2H、irffTd相的MoTe2的晶體結(jié)構(gòu)的正面和側(cè)面模型圖,其中Mo原子和Te原子分別以??粉色和黃色表示,藍(lán)色虛線標(biāo)注1。Ш停ソY(jié)構(gòu)之間的變化。??Fig.?1-3?Side?and?top?views?of?the?crystal?structure?for?2H,?1T;?and?Td?MoTe2.?The?Mo?and?Te?atoms?are??shown?as?pink?and?yellow,?respectively.?The?dashed?blue?lines?highlight?the?subtle?differences?between??the?IT'?and?Td?structures.^1??1.?1.3過渡金屬碲化物的電子結(jié)構(gòu)??過渡金屬碲化物(TMTs)中由于過渡金屬元素的存在而擁有豐富的d電子結(jié)??構(gòu),過渡金屬的3d態(tài)和Te的印態(tài)之間的交換關(guān)聯(lián)作用在不同的化合物上的表現(xiàn)??各不相同。例如,實(shí)驗(yàn)得到的價(jià)帶譜(UPS)顯示Co的碲化物CoTa?(1.3?<x<?2)??是金屬,由于Te的戶態(tài)對(duì)態(tài)密度的貢獻(xiàn)在Cdl2型和白鐵礦型結(jié)構(gòu)中不同導(dǎo)致費(fèi)??米能級(jí)隨Te濃度下降。而XPS譜結(jié)果則傾向于所有(:〇。逓榻饘匍g化合物
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎳超細(xì)微顆粒的磁性[J]. 都有為,徐明祥,吳堅(jiān),史瑩冰,陸懷先,薛榮華. 物理學(xué)報(bào). 1992(01)
博士論文
[1]稀土氮化物及稀土摻雜AlN基稀磁半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的制備與高壓物性研究[D]. 叢日東.吉林大學(xué) 2014
本文編號(hào):2900097
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