本文關鍵詞：半導體微納結構材料制備及光催化性能研究

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【摘要】：微納結構半導體材料由于其獨特的結構而表現(xiàn)出比傳統(tǒng)材料更加優(yōu)良的物理和化學性質(zhì),因此在越來越多的領域呈現(xiàn)出誘人的前景,如國防、電子、航空、化工、等等。對于微納結構半導體的制備以及性能的研究,一直是業(yè)界經(jīng)久不衰的熱點,己引起了國內(nèi)外學者的極大關注。在本文中,我們通過不同實驗方法制備了不同結構形貌的半導體微納結構材料,并對其各方面的性能進行了測試和分析,具體的內(nèi)容如下：1.采用水熱法,通過改變?nèi)軇┖腿芤旱腜H值,制備了空心ZnS微米花球,然后分別在550℃、600℃、650℃溫度下退火,獲得ZnS/Zn0異質(zhì)結構半導體材料,并研究其光催化性能。研究表明,在退火溫度升高時,O元素獲得足夠的能量進入到ZnS晶格中,S元素從樣品中脫離,ZnS逐漸轉化為ZnO,并且在退火溫度升至600℃,形成ZnO/ZnS II型異質(zhì)結構半導體,在退火溫度升至650℃時,所得樣品主要成分為ZnO。拉曼光譜進一步表明異質(zhì)結構形成的過程。通過對紫外吸收譜的分析,我們發(fā)現(xiàn)隨著樣品中O元素的增多,樣品的禁帶寬度整體呈下降趨勢。對所得樣品的光催化性能研究發(fā)現(xiàn),ZnO/ZnS異質(zhì)結構樣品光催化性能最好,這是由于Ⅱ型異質(zhì)結構ZnO/ZnS對電子和空穴具有很強的分離能力。2.采用水熱法,通過控制反應條件分別制備了不同摻雜濃度、尺寸相近的Mn摻雜CdS顆粒樣品以及相同摻雜濃度、尺寸不同的Mn摻雜CdS顆粒樣品。XRD分析顯示樣品為六方向纖鋅礦結構,并且隨著摻雜濃度的提高,樣品的結晶性有所降低。EDS結果顯示隨著Mn2+的摻雜濃度的提高,樣品中Mn元素的含量也逐漸升高。ESR進一步證明樣品中Mn2+的存在,并確定了Mn2+所在的位置,結果表明Mn2+處于輕微變形的四面體晶格中,也就是CdS晶格中。通過對Raman譜的分析,我們觀察到了CdS的1LO、2LO衍射峰,并且還發(fā)現(xiàn)當樣品尺寸接近時,隨著Mn2+摻雜濃度的提高,樣品的激子聲子耦合強度的有所減弱;而當Mn2+摻雜濃度保持不變時,顆粒尺寸越大,激子-聲子耦合作用越強。3.通過簡單、綠色的液相激光燒蝕的方法制備了由量子點組裝成的CuO納米花球樣品。SEM、TEM、 HRTEM及XRD測試結果表明,CuO納米花球平均尺寸約為200nm,為多晶結構。并且,作為基本結構單元的CuO量子點的形貌和尺寸度可以被輕易調(diào)控。通過改變激光能量可以調(diào)節(jié)量子點的尺寸大小,而通過外加電場可以改變顆粒的形貌。更重要的是,由于獨特的多孔結構,使得CuO納米花球樣品具有很好的光催化性能。
【關鍵詞】：微納結構半導體材料 光催化 異質(zhì)結 尺寸結構控制 拉曼
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TB383.1
【目錄】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 引言8-9
• 1.2 微納結構半導體材料的性質(zhì)與應用9-10
• 1.3 微納結構半導體材料的制備手段10-11
• 1.4 微納結構半導體材料在的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.5 本論文的主要研究內(nèi)容和意義13-14
• 參考文獻14-17
• 第二章 實驗及測試方法17-25
• 2.1 制備方法以及實驗設備17-20
• 2.1.1 ZnO/ZnS微米花球的制備17-18
• 2.1.2 CdS：Mn納米顆粒的制備18
• 2.1.3 CuO納米球的制備18-19
• 2.1.4 樣品制備時的注意事項和應急辦法19-20
• 2.2 樣品表征測試手段20-25
• 2.2.1 結構形貌表征20-22
• 2.2.2 光學和磁學性能測試22-25
• 第三章 ZnS/ZnO異質(zhì)結微球的制備及其性能研究25-36
• 3.1 引言25-26
• 3.2 實驗部分26-27
• 3.3 結果討論27-33
• 3.3.1 結構表征27-28
• 3.3.2 形貌表征28-30
• 3.3.3 拉曼光譜30-31
• 3.3.4 紫外吸收譜31-32
• 3.3.5 光催化實驗32-33
• 3.4 本章小結33-34
• 參考文獻34-36
• 第四章 CdS：Mn納米顆粒的制備及其性質(zhì)表征36-47
• 4.1 引言36
• 4.2 樣品的制備與測試36-37
• 4.3 結果討論37-44
• 4.3.1 形貌的表征37-39
• 4.3.2 結構的表征39-40
• 4.3.3 電子順磁共振譜40-42
• 4.3.4 拉曼光譜42-44
• 4.4 本章小結44-45
• 參考文獻45-47
• 第五章 CuO納米球的制備及性能研究47-55
• 5.1 引言47
• 5.2 實驗部分47-48
• 5.3 結果討論48-53
• 5.3.1 形貌和結構的表征48-49
• 5.3.2 XPS分析49-50
• 5.3.3 結構可調(diào)性研究50-51
• 5.3.4 合成機理51-52
• 5.3.5 光催化性能分析52-53
• 5.4 本章小結53
• 參考文獻53-55
• 第六章 工作總結和展望55-57
• 致謝57-58
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文58-59

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1 蔡釗;鄺允;羅亮;王利人;孫曉明;;Au-Ni異質(zhì)結納米晶的尺寸調(diào)控[J];化學學報;2013年09期

2 張振飛;劉海瑞;張華;劉旭光;賈虎生;許并社;;ZnO/Ag球形異質(zhì)結復合材料的制備及其吸光性能研究[J];人工晶體學報;2013年12期

3 錢學e，

本文編號：997884