納米碲化合物的合成及性質(zhì)研究.pdf

1、碲化合物納米材料是一種重要的半導(dǎo)體光電材料，具有一系列優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，在光電子納米器件和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。相比于同族的硫化合物和硒化合物納米材料，碲化合物納米材料的研究和應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后。因此，系統(tǒng)地開發(fā)不同碲化合物納米材料的合成技術(shù)，實現(xiàn)對晶體結(jié)構(gòu)、維度、形貌、表面結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控，深入研究它們的光、電、熱等性質(zhì)具有十分重要的意義。本論文選取碲化合物納米材料為研究對象，旨在探索和研究微納米尺度碲化合物半導(dǎo)體材料合成

2、的新方法、新路線。開發(fā)了一種復(fù)合熔融堿為媒介的碲化物納米材料合成新途徑；并以此為基礎(chǔ)，改進并發(fā)展了幾種碲化物納米材料的化學(xué)液相反應(yīng)體系，制備出一些質(zhì)量優(yōu)良的納米碲化物材料，并對熱、光、電性質(zhì)進行了研究。本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　 首先，開發(fā)了以復(fù)合堿媒介法(CHM)為基礎(chǔ)的碲化物納米材料新的合成途徑。以復(fù)合熔融堿為反應(yīng)媒介，單質(zhì)碲為碲源，選用不同的還原劑(NaBH4、抗壞血酸和N2H4)，在同一反應(yīng)體系中成功地合成了PbTe

3、的微米立方體和納米棒，并通過調(diào)節(jié)合成溫度和反應(yīng)時間，實現(xiàn)了產(chǎn)物維度、尺寸和形貌的控制。并對PbTe晶體的熱電性質(zhì)進行了初步的研究，納米PbTe的賽貝克系數(shù)有極大地提高。在加入適量的乙二胺絡(luò)合劑，上述方法被成功應(yīng)用到Ag2Te晶體的調(diào)控合成中，得到了表面清潔、形貌統(tǒng)一的AgETe一維納米線，該Ag2Te納米線在140℃溫度附近，出現(xiàn)β-Ag2Te相與α-Ag2Te相的轉(zhuǎn)變。探索了在熔融堿體系中碲化物合成的調(diào)控機制，詳細(xì)探討了聯(lián)氨在該體系中

4、的還原、絡(luò)合、晶體生長控制方面的作用。為碲化物納米半導(dǎo)體材料的調(diào)控合成提供了新的思想，開辟了新的途徑。
　　 其次，在調(diào)控合成思想的指導(dǎo)下，運用CHM法成功合成碲化物納米材料的合成經(jīng)驗，開發(fā)了一種簡單、快速、高產(chǎn)率的硫族鉛化合物半導(dǎo)體材料的室溫合成技術(shù)。通過調(diào)整復(fù)合堿與聯(lián)氨的比例，形成室溫下呈液態(tài)的飽和聯(lián)氨堿溶液體系，成功地調(diào)節(jié)了硫族化合物的反應(yīng)動力學(xué)，合成了尺寸和形貌都非常均勻的PbS，PbSe，PbTe納米立方體。并在此基礎(chǔ)

5、上，進一步降低反應(yīng)體系的堿度，在只有聯(lián)氨溶液的體系中，磁力攪拌提供反應(yīng)的動力，利用共還原反應(yīng)機理，在80℃左右的低溫下合成了ZnTe-N2H4的復(fù)合物，經(jīng)過熱分解反應(yīng)，獲得了在強堿性溶液中不能穩(wěn)定存在的ZnTe單晶納米棒。探討了低溫下N2H4分子和Te化合物嵌入ZnTe體系中的調(diào)控機理。該反應(yīng)途徑為碲化物納米材料的合成提供了一個強有力的手段，進一步發(fā)展和完善了化學(xué)調(diào)控合成的方法，豐富了調(diào)控合成思想。
　　 最后，在CHM方法合成