半導(dǎo)體Sn、Sb基硫?qū)倩衔锏闹苽浼捌湫阅苎芯?pdf

1、本論文采用溫和簡(jiǎn)單的方法高效合成了若干種半導(dǎo)體納米材料,將其制成了光電探測(cè)器、氣敏傳感器等相關(guān)器件,對(duì)其各項(xiàng)性能進(jìn)行了較完善的測(cè)試研究,制成的相關(guān)器件在部分性能上取得了一定的突破,加深了對(duì)光電子器件機(jī)理和氣敏機(jī)理的認(rèn)識(shí),同時(shí)開發(fā)出了若干種具有可見光響應(yīng)的新型高效催化劑。論文的主要內(nèi)容如下:
　　1、采用溫和的多元醇回流方法,我們?cè)诔合驴焖俅罅亢铣闪硕嗫譙nS和SnS2納米材料,并對(duì)其形貌、成分以及電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和計(jì)算。制備了

2、一種新型的基于光電化學(xué)電池的可見光光電探測(cè)器,并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了基本的測(cè)試,顯示了這兩種多孔材料制成的器件對(duì)可見光有極強(qiáng)的光敏感性,對(duì)于SnS制成的光電探測(cè)器其響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間可以達(dá)到0.5秒,光響應(yīng)開關(guān)比可以達(dá)到1.4×103,這個(gè)結(jié)果相對(duì)于其他SnS光電探測(cè)器的報(bào)道高了接近三個(gè)數(shù)量級(jí)。光催化性質(zhì)測(cè)試顯示利用微量材料進(jìn)行吸附和光降解的可行性,我們把重點(diǎn)放在選用盡量少的材料達(dá)到最高的光催化效果上,實(shí)現(xiàn)了微量材料短時(shí)間內(nèi)成功吸附和降解染料

3、的目的。
　　2、在對(duì)多孔SnS和SnS2材料進(jìn)行原位氧化煅燒的基礎(chǔ)上,我們制備得到了兩種多孔SnO2納米花樣品,并對(duì)其進(jìn)行了表征,確定了這兩種物質(zhì)的形貌、結(jié)晶度和帶隙等基本特征。選用這兩種SnO2樣品制成氣體傳感器,進(jìn)行了對(duì)乙醇、甲醇、丙酮和甲醛的靈敏度測(cè)試,發(fā)現(xiàn)在最佳溫度270℃時(shí)由SnS前驅(qū)體得到的SnO2多孔材料的乙醇靈敏度為43.23,具有極高的靈敏度和極快的響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間,同時(shí)對(duì)其他幾種氣體也有一定的響應(yīng)和達(dá)到0.5p

4、pm的探測(cè)精度。為了更進(jìn)一步的提高這種氣敏傳感器的靈敏度,我們對(duì)這種多孔材料進(jìn)行擔(dān)載Pt的修飾,擔(dān)載后其最佳測(cè)量溫度降低到120℃,且其對(duì)乙醇?xì)怏w的靈敏度達(dá)到了103.85,得到了2.4倍的提升,不僅如此,我們還發(fā)現(xiàn)其在90℃靈敏度就可以達(dá)到40.64,接近擔(dān)載重金屬前的水平。最后我們還對(duì)另一種多孔SnO2氣體傳感器的性質(zhì)也進(jìn)行了測(cè)試,表明同樣具有很好的氣體靈敏度?？傊?我們的測(cè)試結(jié)果表明了這種由前驅(qū)體煅燒得到的多孔SnO2材料制成的傳

5、感器對(duì)于多種揮發(fā)性的有機(jī)氣體尤其是乙醇?xì)怏w有較高的靈敏度,擔(dān)載重金屬Pt后其靈敏度可以得到極大的提高,并且最佳工作溫度可以有效的降低,這樣就為SnO2氣敏傳感器的低溫實(shí)用化發(fā)展提供了一個(gè)新的思路。
　　3、一維納米結(jié)構(gòu)材料便于電子傳輸,有利于電子-空穴對(duì)的轉(zhuǎn)移,近年來被科研人員廣泛關(guān)注,我們利用簡(jiǎn)單的回流方法制備得到了一維SnS納米帶,并測(cè)量了其光電性質(zhì),測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)其光電化學(xué)性質(zhì)比我們前面測(cè)得的SnS多孔結(jié)構(gòu)的光電流密度更大,是

6、幾乎所有關(guān)于SnS材料光電化學(xué)性質(zhì)里面報(bào)道的最高結(jié)果之一,如果用作一種新型的光電探測(cè)器其開關(guān)比可以達(dá)到336,響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間為0.1秒。將該種材料涂覆在PET上制成的柔性光電探測(cè)器具有很高的柔韌性,對(duì)不同強(qiáng)度的可見光都有極快的反應(yīng)能力,開關(guān)比可以達(dá)到22,響應(yīng)時(shí)間為5.4秒,恢復(fù)時(shí)間為1.8秒。光催化效果顯示該種帶狀形貌材料對(duì)亞甲基藍(lán)有很強(qiáng)的敏感性,可以在2個(gè)小時(shí)內(nèi)把染料吸附和光降解完畢,是一種高效的光催化劑材料。
　　4、發(fā)

7、展制備了針狀和花狀的Sb2S3樣品,并在剛性FTO和柔性PET兩種基底上制備成功了光電探測(cè)器,花狀形貌樣品制成的兩種光電探測(cè)器都表現(xiàn)出了比較優(yōu)異的性能。在FTO片上制備的花狀形貌的光電探測(cè)器具有較高的光電響應(yīng)特性,其響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分別達(dá)到6毫秒和10毫秒,開關(guān)比可以達(dá)到38,材料和電極的接觸面具有良好的歐姆接觸,具有較低的線性動(dòng)態(tài)范圍和波長(zhǎng)的選擇性響應(yīng)。將材料均勻涂覆在PET上制成的柔性光電探測(cè)器,其開關(guān)比為5,響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分