CdS半導(dǎo)體納米線的制備及特性研究.pdf

1、硫化鎘(CdS)是一種受到廣泛應(yīng)用的寬帶隙半導(dǎo)體材料，CdS晶體屬于Ⅱ-Ⅵ族化合物中的六方晶系，具有六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)。由于其特有的物理性質(zhì)和壓電性能等，被廣泛地應(yīng)用于信號檢測、液晶顯示器和太陽能電池等高科技領(lǐng)域。
　　 本論文利用水熱合成法，以氨基硫脲作為硫源，金屬鎘片作為鎘源，在裝有乙二胺溶液的密閉反應(yīng)釜里成功地制備出了一維CdS納米線陣列。試驗(yàn)中，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的濃度和反應(yīng)時間，獲得了不同長徑比和生長密度的樣品。并利用X-射

2、線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和光致發(fā)光(PL)等表征測試技術(shù)對利用水熱合成法制備出的樣品進(jìn)行了表征和研究。論文從CdS納米線生長機(jī)制出發(fā)，討論了反應(yīng)時間、環(huán)境溫度、輔助劑濃度等不同生長條件對一維CdS納米線陣列的制備及其產(chǎn)物形貌的影響。分析研究結(jié)果表明，利用該方法制備的CdS納米線樣品具有a-型六角晶格結(jié)構(gòu)，制備出的CdS納米線直徑約為200nm，長度約為幾十微米。在室溫條件下，采用He-Cd激光器(325 nm)對樣品進(jìn)

3、行光致發(fā)光(PL)測試結(jié)果顯示，CdS納米線陣列在512nm左右有一發(fā)光強(qiáng)度很強(qiáng)的本征發(fā)光峰。
　　 為拓展CdS納米線的應(yīng)用領(lǐng)域，本論文還制備了不同形貌、不同長徑比和不同排列致密度的CdS納米線陣列，利用CdS納米線的壓電機(jī)制，組裝出了多個壓電式CdS半導(dǎo)體納米發(fā)電機(jī)。并利用超聲波和電磁波分別驅(qū)動CdS半導(dǎo)體納米發(fā)電機(jī)，分析了納米發(fā)電機(jī)在超聲波和電磁波驅(qū)動下的電流輸出特性、影響因素及發(fā)電機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，在一定功率外界超聲波的驅(qū)

4、動條件下，納米線長度和生長密度的增加都有助于提高壓電式納米發(fā)電機(jī)的電流輸出強(qiáng)度。
　　 論文還從理論及實(shí)驗(yàn)上研究了利用電磁波驅(qū)動CdS半導(dǎo)體納米發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)制，研究發(fā)現(xiàn)，在電磁波驅(qū)動下，CdS半導(dǎo)體納米發(fā)電機(jī)可成功地將外界電磁驅(qū)動能轉(zhuǎn)化為電能。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們選擇反應(yīng)溫度170℃，模板劑濃度3:1，反應(yīng)時間20小時這一特定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，通過實(shí)時監(jiān)測我們發(fā)現(xiàn)最大輸出電流值可達(dá)6.5-7微安，這與傳統(tǒng)納米發(fā)電機(jī)模型只有50納安的輸