本文選題：超薄硼納米帶 + 六硼化鈰　； 參考：《信陽師范學(xué)院》2015年碩士論文

【摘要】：硼基材料具有熔點高、硬度大、耐磨損、耐腐蝕,光電性能好的特點,常用于國防、航空、民用等領(lǐng)域。理論和實驗研究表明,硼基納米材料具有非常豐富的形貌特征和優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì),這些特性決定了它們會有非常廣闊的應(yīng)用前景。因此,硼基納米材料的研究有著非常重要的科學(xué)意義和廣泛的應(yīng)用價值。 本論文分為以下三個部分： 一、使用乙硼烷作為硼源,通過熱分解的方法制備出超薄單晶硼納米帶。與以往較厚的硼納米片相比,文中的納米帶表現(xiàn)出了明顯的性能優(yōu)勢：①電子發(fā)射特性好。常溫下開啟電場(3.6V/gm)和閾值電場(5.08Vμm-1)低,且場發(fā)射性能穩(wěn)定；變溫的場致發(fā)射表明,隨著溫度的升高,開啟電場和閡值電場不斷下降,而場發(fā)射電流密度則不斷升高,其內(nèi)在機制可能是：高溫下材料表面氣體吸附/脫附效應(yīng)導(dǎo)致了有效功函數(shù)的降低。②電子遷移率高。實驗表明,超薄單晶硼納米帶的電子遷移率高達1.26×10-1cm7V-1s-1,比文獻報道的高兩個數(shù)量級。③導(dǎo)電性高。常溫下單晶硼納米帶的電導(dǎo)率為2.8×102Ω2-1cm-1,這是迄今為止性能最好的；電子輸運特性表明：高溫下電子躍遷符合雙激活電導(dǎo)機制,低溫下電子行為符合Mott變程躍遷模型。④光探測性能好。測試結(jié)果表明：單晶超薄硼納米帶靈敏度高,響應(yīng)速度快,量子產(chǎn)率高,穩(wěn)定性好,明顯優(yōu)于其他報道中的硼納米材料。 二、以CeCl3作為鈰源,乙硼烷作為硼源,碳布作為沉積襯底,在高溫低壓下制備了大面積CeB6納米線陣列。與以往報道不同的是,本論文中的納米線是以柔性極好的碳布作為沉積襯底,這些成果將有望在未來的柔性電子顯示器件中得到廣泛應(yīng)用。利用X-ray粉末衍射儀(XRD)、拉曼光譜(Raman)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)、X-ray光電子能譜(XPS)等多種測試手段對樣品進行分析,結(jié)果顯示：襯底上有大面積的納米線沉積,長度約為lOμm,直徑約為100nm,沿著[100]方向生長。電子發(fā)射結(jié)果正在進一步測試之中。 三、以乙硼烷作為硼源,甲烷作為碳源,成功合成了大量的碳化硼(BxCy)納米帶和納米線陣列,經(jīng)由X-ray粉末衍射儀(XRD)、拉曼光譜(Raman)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和能譜(EDS)初步表明,所合成的樣品為碳化硼低維材料。場發(fā)射測試結(jié)果初步表明,碳化硼的電子發(fā)射特性優(yōu)異；單根納米材料的電子輸運表明,其導(dǎo)電性能良好。碳化硼材料的光電探測特性及進一步的物理化學(xué)表征正在進行中,期望有較好的性能。
[Abstract]:Boron-based materials with high melting point, high hardness, wear resistance, corrosion resistance, good photoelectric properties, often used in national defense, aviation, civil and other fields. Theoretical and experimental studies show that boron based nanomaterials have very rich morphologies and excellent physical and chemical properties, which make them have a very broad application prospect. Therefore, the research of boron-based nanomaterials has very important scientific significance and wide application value. This thesis is divided into the following three parts: Firstly, ultrathin single crystal boron nanobelts were prepared by thermal decomposition using ethylborane as boron source. Compared with the thicker boron nanocrystals in this paper, the nanobelts in this paper show obvious performance advantage: 1 electron emission characteristics. At room temperature, the open electric field (3.6V / gm) and the threshold electric field (5.08V 渭 m ~ (-1) are low, and the field emission performance is stable. The field emission at variable temperature shows that the open electric field and the threshold electric field decrease with the increase of temperature, while the field emission current density increases. The intrinsic mechanism may be that the gas adsorption / desorption effect on the surface of the material at high temperature results in the decrease of the effective work function and the high mobility of 2.2electron. The results show that the electron mobility of ultra-thin single crystal boron nanoribbons is as high as 1.26 脳 10 ~ (-1) cm7V-1s-1, which is two orders of magnitude higher than that reported in literature. The conductivity of single crystal boron nanobelts at room temperature is 2.8 脳 102 惟 2-1cm-1, which is the best so far. At low temperature, the electron behavior accords with the Mott variable range transition model. 4. The optical detection performance is good. The results show that the single crystal ultra-thin boron nanobelts have high sensitivity, fast response speed, high quantum yield and good stability, which are obviously superior to other reported boron nanocrystals. Secondly, large area CeB6 nanowire arrays were prepared under high temperature and low pressure using CeCl3 as cerium source, ethylborane as boron source and carbon cloth as substrate. Different from previous reports, the nanowires in this paper are deposited on flexible and excellent carbon cloth. These results are expected to be widely used in flexible electronic display devices in the future. The samples were analyzed by X-ray powder diffractometer, Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM), high resolution transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), etc. The results show that there is a large area of nanowires deposited on the substrate, the length is about 10 渭 m and the diameter is about 100 nm, which grows along the direction of [100]. The results of the electron emission are being further tested. Thirdly, using ethylborane as boron source and methane as carbon source, a large number of boron carbide (BXCyB) nanowires and nanowire arrays were successfully synthesized. The results showed that: X-ray powder diffractometer, Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FESEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The synthesized sample is boron carbide low dimensional material. The results of field emission measurements show that the electron emission characteristics of boron carbide are excellent, and that the electron transport of single nanocrystalline material shows good conductivity. The photoelectric detection characteristics and further physicochemical characterization of boron carbide are being carried out, and good properties are expected.
【學(xué)位授予單位】：信陽師范學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;TQ128.1

【共引文獻】

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本文編號：1850647