硫化物半導(dǎo)體納米材料的制備及特性研究

1、硫化物半導(dǎo)體納米材料的制備及特性研究硫化物半導(dǎo)體納米材料的制備及特性研究【摘要】：作為寬帶隙半導(dǎo)體納米材料硫化物半導(dǎo)體納米材料具有優(yōu)異的光、電、磁等性質(zhì)十幾年來一直受到科研工作者的廣泛關(guān)注。在本論文中主要研究了ZnS和CdS兩種非常重要的硫化物半導(dǎo)體納米材料分別采用溶膠凝膠法和低溫水相化學(xué)浴沉積法制備了摻雜ZnS納米晶、水相CdS量子點(diǎn)和CdS薄膜系統(tǒng)地研究和討論了它們的光學(xué)性質(zhì)尤其是稀土Eu3和過渡金屬Cu2、Mn2摻雜的ZnS納米晶

2、的光學(xué)和磁學(xué)特性并對(duì)ZnS:Eu3納米晶的晶體場(chǎng)進(jìn)行了理論分析和計(jì)算。為了獲得均勻、有序的納米硫化物陣列體系材料初步制備了納米量級(jí)的多孔氧化鋁模板。(1)采用溶膠凝膠法分別制備了ZnS和ZnS:Eu3納米晶。利用X射線衍射(XRD)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、吸收光譜、光致發(fā)光光譜及綜合物性測(cè)試儀等手段對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、光學(xué)及磁學(xué)特性進(jìn)行了表征和探討。利用變溫發(fā)光光譜詳細(xì)分析了在ZnS納米晶體系中晶體場(chǎng)對(duì)Eu3離子發(fā)光性質(zhì)的影響。研究結(jié)

3、果表明：所制備的ZnS納米晶具有立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)且表現(xiàn)出顯著的量子尺寸效應(yīng)。首次在ZnS納米晶基質(zhì)中觀測(cè)到全部的Eu3離子5D0→7FJ(J=0123456)能級(jí)躍遷發(fā)射峰。通過對(duì)Eu3離子5D0→7F1躍遷發(fā)射的變溫發(fā)光特性的研究和晶體場(chǎng)理論分析證實(shí)在立方對(duì)稱的納米ZnS晶體中Eu3離子的7F1多重態(tài)并不受晶體場(chǎng)的影響。首次利用5D0→7F2和5D0→7F4躍遷的變溫發(fā)光光譜估算出了ZnS：Eu3納米晶的晶體場(chǎng)參數(shù)B04和B06的值分射

4、復(fù)合的幾率從而提高CdS量子點(diǎn)的帶邊發(fā)光效率。通過對(duì)水相CdS量子點(diǎn)激發(fā)光譜的分析發(fā)現(xiàn)在水相CdS量子點(diǎn)的發(fā)光過程中存在從硫脲向CdS量子點(diǎn)的能量轉(zhuǎn)移機(jī)制。CdS納米膜呈六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)經(jīng)400℃高溫退火后結(jié)晶度提高而且CdS發(fā)射峰的峰位呈現(xiàn)顯著紅移。(4)采用恒壓陽(yáng)極氧化法制備了不同孔徑的多孔氧化鋁模板?？傊蚧锇雽?dǎo)體納米材料因具有優(yōu)異的光學(xué)和磁學(xué)特性而成為研究熱點(diǎn)我們的重點(diǎn)工作包括ZnS納米晶、水相CdS量子點(diǎn)及CdS納米薄膜的制備

5、及其光學(xué)性質(zhì)的研究并且通過摻雜得到性能優(yōu)異的新型低維發(fā)光材料探討了摻雜ZnS納米晶的發(fā)光、鐵磁性質(zhì)和發(fā)光機(jī)理分析計(jì)算了ZnS:Eu3納米晶的晶體場(chǎng)?！娟P(guān)鍵詞】：硫化物納米晶摻雜光致發(fā)光特性鐵磁特性【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)【學(xué)位級(jí)別】：博士【學(xué)位授予年份】：2010【分類號(hào)】：TB383.1【目錄】：摘要68ABSTRACT814第1章緒論14351.1納米材料的基本特性14161.2半導(dǎo)體納米材料的合成方法16191.3半導(dǎo)體納米