MoS 2 /ZnO復合結構制備及光學性質(zhì)研究
發(fā)布時間:2021-04-11 12:59
ZnO是一種新型多功能半導體材料,禁帶寬度為3.37eV,激子結合能為60meV,具有光學性質(zhì),光催化性,導電性等諸多優(yōu)越性能;MoS2是一種新型半導體材料,有較高的載流子遷移率,高的比表面積,與金屬有很強的附著性;诒姸鄡(yōu)點,它們主要應用在傳感器、光催化及發(fā)光二極管等領域。然而,ZnO作為一種光催化劑半導體材料仍然存在自身缺陷。因其禁帶寬度較寬,僅能被短波長的紫外光激發(fā)對紫外光有較強的吸收而對太陽光的利用率比較低,催化效率相對較低。針對上述問題我們展開了研究,主要內(nèi)容如下:(1)通過水浴方法合成多枝ZnO微納結構。通過降解羅丹明B溶液研究ZnO微納材料的光催化活性,結果表明ZnO降解羅丹明B溶液3 h降解率達到85%。同時研究了其光學性質(zhì)。(2)采用水熱法成功制備出MoS2材料,研究了退火對材料晶體結構的影響。研究表明,800°C退火后的樣品仍保持其原有的晶體結構。同時研究MoS2光催化效率,結果表明MoS2具有超強的吸附特性。(3)采用水浴法制備了MoS2/ZnO復合材料...
【文章來源】:長春理工大學吉林省
【文章頁數(shù)】:43 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
ZnO晶體結構
圖 1.2 不同形貌的 MoS2材料2001年,中國科技大學的Y Peng等人[10],采用水熱法在150~180℃的條件下,成的制備出了單分子層的MoS2材料,對材料進行分析發(fā)現(xiàn)MoS2具有較高比表面積,并發(fā)現(xiàn)它對于催化分解水合肼有著很強的能力;2005年,丹麥的Berit Hinnemann 等人研究了MoS2材料在電化學析氫方面進行了研究,發(fā)現(xiàn)MoS2材料是一種很有前途的催劑;在2012年,Keng-Ku Liu等人,采用熱分解硫代鉬酸銨的方法,成功的制備了大積的MoS2薄膜,合成的MoS2薄膜有著良好的結晶度。在2013年,Oriol Lopez-San等人[12],將MoS2薄膜材料制備成場效應晶體管,并研究其光響應性能,結果表明其現(xiàn)出了極高的光響應性能,達到了880AW-1,超過了第一代石墨烯光電探測器的性1.3.1 MoS2的物理性質(zhì)MoS2是一種典型的二維層狀納米材料,具有六方晶系層狀結構,是種常見的金硫化物,具有“三明治夾心”層狀結構稱號(圖 1.3)。由于其每一片層內(nèi)部都是由 S-M共價鍵形式結合的,而層與層之間則主要是以弱的范德瓦爾斯相互作用力相結合,此這種層狀的晶體結構容易導致 MoS2層間沿片層面滑動。由于 MoS2 結構的特殊
圖 1.3 MoS2的結構示意圖具有特殊的二維層狀結構和能帶結構,近年來在光學因素都使得 MoS2具有獨特的光學性質(zhì),如熒光的吸性質(zhì)都使得 MoS2納米材料有望在光電器件上擁有著要的條件和優(yōu)勢。2010 年,Splendiani[13]發(fā)現(xiàn) MoS2納光強度與 MoS2薄膜的厚度成反比,厚度變大時其發(fā)別給出了 MoS2薄膜的紫外和光致發(fā)光圖。從其結果的激光器去照射機械剝離法制備的 MoS2薄膜的后,成了 MoS2材料的 PL 特征峰[14-15]。目前,大家還未對論,人們猜想是鉬原子在 3d 軌道上的電子與其他電子oS2材料的性質(zhì),但是針對于這個猜想還需要進行后續(xù)采用微機械力剝離方法剝離制備 MoS2薄膜以外,并 2011 年,Eda 等人首次采用插層法成功制備出 MoS0°C 對樣品進行退火后,也同樣的觀察到了 PL 特征
本文編號:3131299
【文章來源】:長春理工大學吉林省
【文章頁數(shù)】:43 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
ZnO晶體結構
圖 1.2 不同形貌的 MoS2材料2001年,中國科技大學的Y Peng等人[10],采用水熱法在150~180℃的條件下,成的制備出了單分子層的MoS2材料,對材料進行分析發(fā)現(xiàn)MoS2具有較高比表面積,并發(fā)現(xiàn)它對于催化分解水合肼有著很強的能力;2005年,丹麥的Berit Hinnemann 等人研究了MoS2材料在電化學析氫方面進行了研究,發(fā)現(xiàn)MoS2材料是一種很有前途的催劑;在2012年,Keng-Ku Liu等人,采用熱分解硫代鉬酸銨的方法,成功的制備了大積的MoS2薄膜,合成的MoS2薄膜有著良好的結晶度。在2013年,Oriol Lopez-San等人[12],將MoS2薄膜材料制備成場效應晶體管,并研究其光響應性能,結果表明其現(xiàn)出了極高的光響應性能,達到了880AW-1,超過了第一代石墨烯光電探測器的性1.3.1 MoS2的物理性質(zhì)MoS2是一種典型的二維層狀納米材料,具有六方晶系層狀結構,是種常見的金硫化物,具有“三明治夾心”層狀結構稱號(圖 1.3)。由于其每一片層內(nèi)部都是由 S-M共價鍵形式結合的,而層與層之間則主要是以弱的范德瓦爾斯相互作用力相結合,此這種層狀的晶體結構容易導致 MoS2層間沿片層面滑動。由于 MoS2 結構的特殊
圖 1.3 MoS2的結構示意圖具有特殊的二維層狀結構和能帶結構,近年來在光學因素都使得 MoS2具有獨特的光學性質(zhì),如熒光的吸性質(zhì)都使得 MoS2納米材料有望在光電器件上擁有著要的條件和優(yōu)勢。2010 年,Splendiani[13]發(fā)現(xiàn) MoS2納光強度與 MoS2薄膜的厚度成反比,厚度變大時其發(fā)別給出了 MoS2薄膜的紫外和光致發(fā)光圖。從其結果的激光器去照射機械剝離法制備的 MoS2薄膜的后,成了 MoS2材料的 PL 特征峰[14-15]。目前,大家還未對論,人們猜想是鉬原子在 3d 軌道上的電子與其他電子oS2材料的性質(zhì),但是針對于這個猜想還需要進行后續(xù)采用微機械力剝離方法剝離制備 MoS2薄膜以外,并 2011 年,Eda 等人首次采用插層法成功制備出 MoS0°C 對樣品進行退火后,也同樣的觀察到了 PL 特征
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