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《中国科学技术大学》 2017年
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碲纳米材料的可控制备及其光电响应特性研究

仲斌年  
【摘要】:窄带隙半导体纳米材料碲被广泛应用于红外光电探测、非线性光学、热电、生物传感等领域。目前,碲纳米材料的制备方法主要有气相沉积法、化学液相法等。其中,化学液相法因其具有产量高、操作方便等优点而被人们大量采用。然而,在碲纳米材料的液相法制备中大量采用联胺、硼氢化钠等有毒还原剂。本文开展了碲纳米材料的绿色制备,获得了五种形貌的碲纳米材料,并研究了这些碲纳米材料的光电响应特性。主要内容如下:(1)采用溶剂热法制备了尺寸均一的碲纳米线、碲纳米棒、超细碲纳米线、碲纳米管和三重碲纳米棒。考察了多个反应条件,如还原剂、表面活性剂、溶剂等对产物形貌的影响规律。给出了氢氧化钾(KOH)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和抗坏血酸水溶液(AAAS)的加入量、反应温度、反应时间与产物形貌的对应关系。讨论了尺寸均一的碲纳米棒、纳米管和三重纳米棒的生长过程;(2)研究了无序分布的碲纳米线薄膜、超细碲纳米线薄膜、三重碲纳米棒薄膜和有序排列的碲纳米线薄膜的光电响应性能。结果表明,有序排列的碲纳米线薄膜对波长为980nm的红外光具有很好的响应性能。在外加偏压为1.0 V、入射光功率为16.7 μW时,响应率达到86.52 A/W,探测器的上升时间小于1s,下降时间为1.2s。与无序碲纳米线构筑的薄膜光电探测器相比,有序碲纳米线薄膜光电探测器的响应率提高了 1000多倍,而响应时间约为无序结构的1/1150。深入讨论了两种结构的探测器性能差别的原因。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN304.14;TB383.1

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