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ZnSe一维纳米材料的液相合成、掺杂、及其光学性质研究

张孟  
【摘要】: 鉴于Ⅱ-Ⅵ族一维半导体纳米材料在材料科学中的重要地位,基于当前液相化学方法合成Ⅱ-Ⅵ族一维半导体纳米材料的研究进展,本论文以ZnSe为研究对象,发挥液相化学合成技术在控制材料的微结构、形貌和尺寸等方面的优势,合成了一系列ZnSe一维纳米结构。具体内容主要包括以下几个方面: 1.采用温和的溶剂热方法,获得Mn2+取代掺杂的一维[Zn1-xMnxSe](DETA)0.5 (DETA=二乙烯三胺,x=0-0.3)有机-无机杂化纳米带。我们详细考察了掺杂量对该杂化纳米带的光学性质的影响,并通过高压荧光、低温荧光和电子顺磁共振等手段详细的研究了掺杂的有机-无机杂化半导体纳米结构材料的发光性质。结果表明Mn2+的黄光发射强度会随着温度降低至30K而逐渐增强;加压时Mn2+的黄光发射峰会发生显著的红移而荧光强度也会有显著的下降。以2.54 GPa为拐点,黄光发射峰的位置分别随压强做线性变化并呈现出两个压力常数。在较高压强下的压力常数是由于材料由直接带隙半导体向间接带隙半导体相变产生的,而较低压强下的压力常数则被归结为二乙烯三胺(DETA)分子的压缩效应。 2.以上述的[Zn1-xMnxSe](DETA)0.5 (DETA=二乙烯三胺,x=0-0.15)有机-无机杂化纳米带为模板,分别以十八烯(ODE)和乙二醇(EG)为溶剂在温和的条件下除去模板中的DETA获得了ZnSe纳米管和纳米线以及Mn2+取代掺杂的纳米管并详细考察了溶剂对产物最终形貌的影响。结果表明,ODE做为溶剂时脱胺得到ZnSe纳米带是热效应的结果,而EG为溶剂得到ZnSe纳米管则是由于取向搭接辅助的克根达尔效应的结果。 3.在环己胺(CHA)和去离子水(DIW)二元混合溶剂体系中通过调节CHA和DIW的配比合成出超长的ZnSe纳米线,CHA和DIW的配比对产物的最终形貌具有重要影响。通过光致发光的考察发现ZnSe纳米线的带边发射(NBE)在375nm(3.3eV),和体相ZnSe带隙(3.7eV)相比发生显著蓝移,说明这种超长纳米线具有明显的量子尺寸效应。


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