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《苏州大学》 2017年
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金属与半导体复合材料的电学与光电性能研究

张军昌  
【摘要】:金属纳米材料既具有纳米微粒的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特点,又存在由纳米结构组合产生的量子耦合效应和协同效应等,表现出独特的电学、光学和催化性质,使其成为纳米表面工程和构建功能化纳米结构的理想材料。金属与半导体纳米复合材料,将金属与半导体材料的功能有机地结合在一起,并产生协同效应,赋予材料新颖的多功能性,在存储器、光电器件及太阳能捕获等方面展现出单组分纳米材料所不具有的优势。因此,本文致力于金属/半导体纳米功能性复合材料的设计和构建,研究其光电性质以及在光电器件方面的应用。主要内容包括:1.发展了一种简单、低成本金/超薄的聚吡咯核壳纳米粒子的制备方法,解决了金纳米粒子在器件应用中团聚的问题,研究发现该复合纳米粒子显示出了优异的负微分电阻效应,且这一负微分电阻效应可通过调节聚吡咯壳层的厚度以及金纳米粒子的尺寸进行优化,应用于制备记忆存储器件,并对负微分电阻现象的形成机理进行了深入探究。2.建立了一种利用可控自组装方法制备具有可控粒子尺寸和粒子间距的金纳米粒子/聚吡咯纳米线复合结构。该复合结构展现出优异的光响应和光谱选择性,为构建多色光探测器奠定基础,并且进一步探究光电流增强机理。3.构建了“二氧化钛/超小间距的金纳米粒子阵列/二氧化钛”三明治结构,实现了对可见和近红外波段太阳光的有效利用。基于该三明治结构中金纳米粒子阵列的强耦合效应产生的超高电场强度,实现了在可见光下光电流密度86倍增强。4.以自组装的金纳米粒子阵列为模板,利用干法刻蚀方法(RIE)构建了顶端有单颗较大金纳米粒子、侧边负载密集的小纳米颗粒的硅纳米棒/金复合纳米结构。该复合结构在酸性和中性电解质中都表现出优异的光电化学性能。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB33

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