γ-輻照對半導體納米材料的改性研究.pdf

1、隨著經濟社會的發(fā)展,環(huán)境友好和綠色環(huán)保越來越符合大眾需求。材料制備更需要節(jié)能、環(huán)保和綠色途徑。長期以來,γ-輻照主要用于高分子材料的聚合、改性和食品保鮮及殺菌等方面。本論文中,γ-輻照被用來改性半導體納米材料,原理就是利用高能γ射線(1.17和1.33 MeV)的能量進行化學合成和材料內部化學鍵的斷裂和缺陷生成的方法。本研究主要內容包括：
　?、臛amma射線輻照能還原Ag2SnO3并原位生長Ag納米顆粒。沒有經過輻照和不同劑量(

2、0到500 kGy)輻照過的產物被用來催化降解剛果紅溶液。在400 kGy劑量的條件下,催化效果達到了最大值,并且是沒輻照產物的3.7倍。這個結論可能由于Gamma射線輻照產生了Ag/Ag2SnO3異質結結構,增強了Ag2SnO3和剛果紅之間的路易斯酸堿結合,提高了催化效果。同時,介于我們在研究中發(fā)現(xiàn)Ag2SnO3是一種熱不穩(wěn)定的材料,我們以此為突破研究了加熱后的產物。結果發(fā)現(xiàn)400度下通過直接加熱分解單源前驅體Ag2SnO3可以直接得

3、到Ag/SnO2異質結結構材料,這種異質結結構能夠提高材料的光催化效率。當Ag/SnO2異質結結構材料被用來催化降解剛果紅溶液時,催化效率是混合得的Ag和SnO2材料的3倍。
　?、艫g/Ag2SnO3納米顆粒是通過不同劑量(0-500 kGy)下輻照Ag2SnO3得到的。這個輻照產物能被用來檢測兩種還原性氣體(乙醇氣體和硝基甲烷氣體)、一種氧化性氣體(乙酸氣體)。我們發(fā)現(xiàn),氣敏響應效果和輻照劑量相關,輻照劑量決定Ag含量的多少。

4、實驗結果顯示,400 kGy劑量下,氣敏效果最好:對于乙醇、硝基甲烷和乙酸三種不同的氣體,氣敏響應分別提高了9、6.3和10.6倍。
　?、菍amma射線輻照之后的硅納米線進行了研究。在這里,Gamma射線輻照過的硅納米線的Si/SiOx界面處產生了一個新的缺陷,這個缺陷被電子自旋共振譜證實。29Si核磁共振光譜表明輻照劑量對Q4結構有影響。這個現(xiàn)象也表明硅納米線獨特的核殼結構有助于產生這種新的缺陷,這也可以提供一個合適的模型去

5、研究Si/SiOx界面處的缺陷。
　?、仁┝孔狱c(GQDs)也是一種半導體材料,我們的研究發(fā)現(xiàn)GQDs的發(fā)射波長在0-500 kGy輻照劑量范圍內被證明可以調節(jié)在505-550 nm的范圍之內。其光致發(fā)光也明顯提高并在100 kGy劑量時達到最佳:峰的強度和熒光量子產率是沒輻照量子點的2.1和1.97倍,半峰寬比原來縮小了12％。此外,基于其低毒性和良好的生物相容性,普通的量子點和100 kGy劑量輻照過的量子點被用于4T1癌

6、細胞的生物熒光成像。實驗結果顯示,輻照過的量子點具有更好的熒光成像效果。
　?、晒杓{米線是一種重要的半導體材料,具有核殼結構。在這個工作中,硅納米線在600攝氏度條件下熱處理半個小時后,具有壓電效應的α-石英能夠長在硅納米線的界面處。這些納米線被用來制備具有壓電效應的納米發(fā)電機。它可以將動能轉化為電能,當一個300 g的物體從30 cm高處落在發(fā)電機上時,它能產生36.5 V的輸出電壓和1.4μA的響應電流。同時,我們的研究發(fā)現(xiàn)G