復(fù)雜結(jié)構(gòu)Ⅰ-Ⅵ族化合物微晶的生長與機(jī)理研究.pdf

1、無機(jī)納米材料的結(jié)構(gòu)控制已成為現(xiàn)代材料合成和納米器件制造過程中一個研究熱點(diǎn),本論文旨在探索和研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)無機(jī)半導(dǎo)體材料的化學(xué)合成新途徑。通過系統(tǒng)調(diào)控溶劑熱及液相合成體系中的關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)參數(shù),成功實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)Ⅰ-Ⅵ族硫?qū)倩衔镂⒕У暮铣膳c構(gòu)筑。
　　取得的具體研究成果歸納如下:
　　1.通過Cu(NO3)2和單質(zhì)硫在140℃乙二醇溶劑中的簡單溶劑熱反應(yīng),成功合成了一種新穎的銅藍(lán)礦CuS微晶,即由四個完全相同的六方片相互交叉,通過

2、最大限度地利用24條棱形成14個高度對稱的腔洞而組成的凹陷十四面體結(jié)構(gòu)。這種具有高度對稱性和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的晶體也可以被稱為“Escher”晶體。這意味著運(yùn)用簡單的化學(xué)合成技術(shù)可以準(zhǔn)確地控制溶液中的分形生長過程,從而實(shí)現(xiàn)具有高度幾何對稱性的、打破晶體本身微觀對稱性限制的、令人驚奇的微米級復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的控制生長。相同實(shí)驗(yàn)條件下,其它銅源和硫源的反應(yīng)并不能得到這一獨(dú)特結(jié)構(gòu),因此反應(yīng)體系中存在的陰離子和硫源釋放出S2-的速度對晶體的生長過程起著關(guān)鍵

3、性作用。實(shí)驗(yàn)溫度、反應(yīng)溶劑以及反應(yīng)體系中存在的其它離子、表面活性劑等都將對產(chǎn)物晶體的形貌產(chǎn)生顯著影響,通過系統(tǒng)調(diào)控以上實(shí)驗(yàn)因素,我們得到了一系列不同形貌的特殊結(jié)構(gòu)CuS微晶,并對各影響因素的作用機(jī)理進(jìn)行了較深入的探討。
　　2.摻雜少量其它金屬離子的金屬硫化物將具有比母體硫化物更優(yōu)越的物理性質(zhì)如電子和光電子傳導(dǎo)性等,因而在納米器件等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。我們用已合成的凹陷十四面體CuS微晶做為模板,通過室溫下與不同體積、不同濃度