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《中国科学院研究生院(理化技术研究所)》 2007年
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SiO辅助生长II-VI族半导体纳米材料

范霞  
【摘要】: 低维纳米材料是国际纳米材料研究的前沿领域,特别是宽带隙II-VI族半导体纳米材料,因其独特的性能、潜在的应用前景,受到了人们广泛的关注。本论文采用热蒸发方法,用SiO辅助生长II-VI族半导体纳米材料,并对其精细结构进行了详细的表征、对其生长机理给予了合理的解释、在纳米材料的性能方面做了初步的研究,具体研究成果包括: 成功地制备了ZnS/SiO_2同轴纳米“电缆”。研究发现,同轴纳米“电缆”的直径约50 nm,长度达到几十微米,核是纤锌矿单晶ZnS纳米线,生长方向为[001]。非晶SiO_2壳的厚度为4 nm,可以有效地阻止ZnS纳米线氧化和受到电子束的辐照损伤。这种方法也可以广泛的用来形成其它纳米材料的保护性氧化层,从而可以更好的研究纳米材料本身的性能。 合成了“飞镖尾”结构的ZnS三晶纳米带。合成的三晶纳米带长度达到几十微米,宽度为0.5-2微米,生长方向为纤锌矿结构ZnS的[-22-1]方向。我们根据极性生长理论对它们的生长机理进行了合理地解释:首先在氧化铝瓷舟上形成四脚结构核,在催化剂和非晶氧化物壳的共同限制作用下,在四脚结构和液滴催化剂的界面优先生长,最终生长成“飞镖尾”结构的三晶纳米带。 制备了周期孪晶的ZnSe/SiO_2核壳纳米结构。纳米线的生长方向为[111]方向,直径为50-100 nm,纳米带的宽度约为3微米,二者的长度均达到几十微米,非晶层的厚度均为5 nm。孪晶周期和纳米带的宽度或纳米线的直径之间没有直接关系。阴极发射谱显示周期孪晶纳米材料有强的发射峰。测量单根ZnSe/SiO_2纳米线光电导性能发现,材料的电导在激光照射时会显著增强。 通过两步热蒸发SiO和ZnSe粉末合成了SiO_2纳米管。线状SiO_2纳米管的直径比较均匀,约50-100 nm,长度可以达到几十微米, SiO_2管的形成是氧化物辅助VLS生长机理和二次热蒸发过程,先形成的ZnSe纳米材料起到了模板的作用。同样的方法还合成了带状、锥形、和螺旋形SiO_2管。其他材料的各种形貌的纳米管也可能通过这种两步热蒸发的方法进行合成。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(理化技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
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