本文關鍵詞：多晶相半導體納米晶的控制合成及關鍵因素研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：半導體納米晶由于其獨特的物理、化學性質(zhì),在光電器件、光催化和生物醫(yī)藥等領域具有潛在的應用前景,成為納米領域的前沿熱點課題。半導體納米晶的物理性質(zhì)強烈依賴于材料的尺寸、形貌、晶相結構、組分和表面結構等參數(shù)。因此,設計和發(fā)展簡單、綠色且普適的合成體系,理解合成反應控制的關鍵影響因素,實現(xiàn)半導體納米晶的精確調(diào)控,對于開展相關應用具有非常重要的意義。本論文針對多晶相半導體納米晶化學合成中的晶相控制開展探究,以現(xiàn)階段研究熱點中的Cu_(2-)xS和CsPbBr_3納米晶為研究對象,通過化學反應條件的設計,實現(xiàn)了晶相的精細調(diào)控,并探索了晶相依賴的光電性質(zhì)。具體結果如下:(1)采用熱注入法,通過改變反應溫度、反應前驅(qū)體中油胺/十八烯反應體積比和Cu/S反應摩爾比等反應參數(shù)選擇性合成了六方晶相CuS、單斜晶相Cu1.75S和斜方晶相Cu_(1.8)S三種具有均一的尺寸和形貌結構的半導體納米晶;通過化學反應過程的熱力學和動力學,結合實驗結果,揭示了油胺控制的Cu~(2+)--Cu~+轉化、S_8--S~(2-)轉化以及Cu_(2-)xS聚集體與Cu+的交換是Cu_(2-)xS納米晶晶相控制中的決定性因素;探索了Cu_(2-)xS納米晶晶相結構依賴的局域表面等離子體共振吸收特性和其作為低成本量子點敏化太陽能電池對電極材料的光電轉化特性。其中斜方晶相Cu_(1.8)S納米晶熱處理后的電極材料,在標準光譜AM 1.5G(100 mW/cm2)下最高光電轉換效率可達5.81%,接近Cu箔材料的6.15%轉換效率,表明其具有優(yōu)異的光電催化活性。(2)發(fā)展了簡單、方便的室溫微乳液合成技術,制備出藍、綠發(fā)光的立方晶相CsPbBr_3納米晶(波長為512 nm和460 nm)。其中綠光納米晶量子產(chǎn)率超過70%的量子產(chǎn)率,為開發(fā)CsPbBr_3半導體納米晶在照明和顯示領域內(nèi)的應用提供了高質(zhì)量材料。上述研究結果,為Cu_(2-)xS和CsPbBr_3納米晶的晶相精細控制合成提供了新的反應路線和指導理論;同時對于其他類的半導體納米晶,在膠體化學中利用配體控制化學反應來設計和優(yōu)化半導體納米晶具有指導和借鑒意義。
【關鍵詞】：半導體納米晶 量子點 晶相 精細控制 膠體化學
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN304;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 半導體納米晶合成控制因素10-16
• 1.2.1 半導體納米晶的組分控制11-12
• 1.2.2 半導體納米晶的尺寸控制12-13
• 1.2.3 半導體納米晶的形貌控制13-14
• 1.2.4 半導體納米晶的表面結構控制因素14-15
• 1.2.5 半導體納米晶晶相控制15-16
• 1.3 半導體納米晶晶相依賴的光學性質(zhì)16-19
• 1.3.1 II-VI族半導體納米晶結構與光學特性16-17
• 1.3.2 I-III-VI納米晶的結構及光學特性17-18
• 1.3.3 I-VI納米晶的結構及光學特性18-19
• 1.4 半導體納米晶晶相控制合成進展19-22
• 1.4.1 CuInS_2納米晶晶相控制合成進展19-20
• 1.4.2 Cu_(2-x)S納米晶晶相控制合成發(fā)展20-21
• 1.4.3 無機鈣鈦礦納米晶晶相控制合成發(fā)展21-22
• 1.5 本論文的選題意義及主要研究內(nèi)容22-24
• 第2章 CuS半導體納米晶晶相控制合成及機理24-45
• 2.1 引言24-25
• 2.2 實驗部分25-27
• 2.2.1 材料與試劑25
• 2.2.2 實驗儀器25
• 2.2.3 Cu_(2-x)S半導體納米晶的前驅(qū)體控制對比實驗25-26
• 2.2.4 Cu_(2-x)S半導體納米晶的制備26-27
• 2.3 結果與討論27-44
• 2.3.1 Cu_(2-x)S半導體納米晶前驅(qū)體反應現(xiàn)象對比分析27-29
• 2.3.2 Cu_(2-x)S半導體納米晶的選擇性合成及基本表征29-38
• 2.3.3 Cu_(2-x)S半導體納米晶的晶相控制機理38-44
• 2.4 本章小結44-45
• 第3章 CsPbBr_3鈣鈦礦半導體納米晶晶相控制合成45-58
• 3.1 引言45-46
• 3.2 實驗部分46-48
• 3.2.1 材料與試劑46
• 3.2.2 實驗儀器46-47
• 3.2.3 CsPbBr_3鈣鈦礦型半導體納米晶制備47-48
• 3.3 結果與討論48-57
• 3.3.1 鈣鈦礦CsPbBr_3半導體納米晶性能分析48-55
• 3.3.2 鈣鈦礦CsPbBr_3半導體納米晶合成機理的探索55-57
• 3.4 本章小結57-58
• 第4章 總結與展望58-60
• 4.1 論文主要研究工作58-59
• 4.2 工作展望59-60
• 參考文獻60-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文與研究成果清單68-69
• 致謝69

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