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题名	硫化物半导体纳米微粒的自组装及ZnO内米粉末的制备研究
作者	张海明
答辩日期	2002
文献子类	博士
授予单位	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
授予地点	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
导师	元金山
关键词	半导体纳米粒子 自组装 聚合物 固态反应
英文摘要	近年来，半导体纳米材料受到了人们的广泛研究和重视，这不仅因为它在基础理论研究方面引起了科学家们的广泛兴趣，而且因为它在实际应用方面具有十分广阔的前景。但要真正实现半导体纳米材料的应用尚有许多问题巫待解决，其中最具有挑战的难题之一是如何获得尺寸可控、间距可调、高分散和稳定均一的纳米微粒。为了实现上述目标，人们尝试了各种方法，如胶体化学法，金属有机化合物热分解法，模板法，应变自组装量子点结构生长法，化学自组装法等，．其中化学自组装法制备纳米材料具有设备简单，制备速度快，重复性好，适于批量生产等特点，因而被认为是制备低维材料的最有前途的方法之一。在本论文中，我们选择具有直接带隙的II一VI族化合物半导体作为研究对象，采用LB技术，单分子膜技术，有机聚合网络法等对硫化物半导体纳米微粒进行了自组装研究。采用低温热解法制备了晶态和非晶态ZnO纳米粉末，并用电泳法制备了高质量的ZnO薄膜。本论文的创新之处和主要研究结果如下：1．首次提出利用杯芳烃衍生物的LB膜进行纳米粒子的自组装研究。利用一步反应法，以对淑丁基苯酚和甲醛为原料，合成了杯[8]，利用多步反应法，将杯佩8佩的酚轻基衍生成梭基，并拉制了杯[8]衍生物的LB膜。将该LB膜首先与CdCl_2：溶液进行离子交换，然后与H_2S气体反应的方法，制备了CdS纳米粒子。通过控制LB膜与CdCl_2溶液进行离子交换的循环次数，控制生成的纳米粒子的粒径。吸收谱表明循环一次时US纳米粒子的吸收边为425纳米，这个值同体材料的520 nm相比发生了明显的蓝移。随着循环次数的增加，CdS纳米粒子的吸收边逐渐红移，当循环3次时，其吸收边已经移到475nm,这表明纳米粒子的粒径在逐渐长大。CdS纳米粒子的PL谱表明，随着循环次数的增加，其发射峰值逐渐红移。2．通过引入成核中心，找到一种制备纳米粒子点阵的新方法。利用竣基与铝膜具有较强相互作用的原理，在镀有铝膜的玻璃衬底上制备了琉基乙酸与乙二酸的混合自组装单分子膜。将此自组装单分子膜与含有Cd~(2+)的溶液进行离子交换然后与H_2S气体反应的方法，制备了具有一定点阵结构的CdS纳米粒子点阵。从理论上来讲，这种方法通过调节琉基乙酸与乙二酸的摩尔浓度比，即通过调节成核中心的密度，可以制备间距可调的纳米粒子点阵。3.利用有机聚合网络法找到了一种制备ZnS基纳米荧光粉的新方法。利用聚合网络法，在甲基丙烯酸的聚合体中制备了ZnS:Mn, ZnS:Cu, ZnS：Cu: Al纳米荧光粉。用这种方法制备ZnS基纳米荧光粉的优点是在纳米粒子形成过程中，聚甲基丙烯酸将纳米粒子包敷起来，有效地改善了表面态，提高了发光效率。而且这种方法通过调节琉基乙酸与甲基丙烯酸的摩尔比，可在1.8-3nm范围内控制纳米粒子的尺寸。XRD谱表明ZnS基纳米荧光粉具有闪锌矿结构。4.利用低温热解法制备了晶态和非晶态ZnO纳米粉末，并利用电泳法制备了高质量的ZnO薄膜通过在不同的温度下灼烧乙酸锌和碳酸氢钠的混合物，制备了晶态和非晶态ZnO纳米粉末。TEM, XRD, XPS表明在160 ℃下灼烧乙酸锌和碳酸氢钠的混合物，得到的是非晶ZnO纳米粉末。随着灼烧温度的提高，非晶Zno纳米粉末迅速向晶态转移。当温度升至250 ℃时，已经得到很好的晶态Zn0纳米粉末。不同温度下得到的ZnO纳米粉末的PL谱表明，非晶ZnO同晶态Zno相比具有更高的紫外发射强度，其强度约为200 ℃下得到的晶态ZnO纳米粉末的3.5倍。并把这种现象解释为ZnO的量子尺寸效应。首次观察到用电泳法制备的ZnO薄膜具有强紫外发光的现象，而它的可见发射几乎观察不到。这表明我们所制得的ZnO薄膜是高质量的。
语种	中文
公开日期	2012-03-21
页码	76
内容类型	学位论文
源URL	[http://159.226.165.120//handle/181722/1573]
专题	长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	张海明. 硫化物半导体纳米微粒的自组装及ZnO内米粉末的制备研究[D]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 2002.

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