硅纳米线的修饰及氧化锌纳米棒的合成与表征

硅纳米线的修饰及氧化锌纳米棒的合成与表征

论文摘要

一维纳米材料的制备与表征是目前晶体生长领域的重要研究方向。本论文的研究涉及两种一维纳米材料:硅纳米线和ZnO纳米棒。硅纳米线(SiNWs)是一种新型半导体光电材料,具有量子限制效应和小尺寸效应且能与目前的硅芯片技术相兼容,有望在纳米器件中得到广泛地应用。因此纳米硅线的制备和性能研究更是引起了人们的兴趣。ZnO是一种Ⅱ-Ⅵ族化合物宽带隙的半导体材料,室温下禁带宽度为3.37 eV。激子束缚能为60meV。ZnO在光电、压电、铁电、铁磁等诸多领域都具有优异的性能,ZnO维纳米结构还在激光、场发射、光波导、非线性光学、光电子器件等领域有新的潜在的应用前景。本论文简要综述了硅纳米线物制备修饰和氧化锌纳米棒的形貌、结构、物理性能、制备方法及其生长机理。采用热蒸发法,利用SiO粉末作为前驱体,在低压无载气的条件下制备出了硅纳米线。硅纳米线被成功合成并在室温下对其用有机物丙烯酸三氟乙酯(CH2=CHCOOCH2CF3)进行修饰。合成及修饰后的硅纳米线形貌用扫描电镜、透射电镜所表征。结果显示,硅纳米线为章晶硅生长而成。对硅纳米线的修饰步骤用X光电子能谱跟踪标定,该过程的反应机理在文中也进行了探讨。硅纳米线于室温下合成,并以氯化亚汞修饰。该结果被X射线衍射花样和扫描电镜照片所证实。修饰处理后的硅纳米线组装为电极,采用电化学工作站测试其对氯离子的响应,效果良好。溶液电导随氯离子浓度的增加而变化。采用水热法在无任何催化剂无表面活性剂的情况下合成均匀分布的氧化锌纳米棒。该由金属锌得到的纳米棒具有独特的形貌。本中对反应时间与氧化锌晶体形成过程之间的关系进行了讨论,初步提出了该反应的机理。并对氧化锌纳米的棒的光致发光性质也进行了一定的研究,结果显示所合成的纳米棒具有稳定的发光性质。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 准一维纳米硅材料的研究现状
  • 1.1 准一维纳米硅材料的研究现状
  • 1.2 硅纳米线概述
  • 1.2.1 硅的基本性质
  • 1.2.2 硅纳米线研究进展
  • 1.2.3 硅纳米线物理特性和电子器件中的应用
  • 1.2.4 纳米硅线的制备
  • 1.3 ZnO材料的基本特性和研究进展
  • 1.3.1 ZnO的基本特性
  • 1.3.2 ZnO纳米材料的研究进展
  • 1.3.3 氧化锌一维纳米结构的制备
  • 1.4 研究目的
  • 参考文献
  • 第二章 有机物对硅纳米线的修饰
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.4 结论
  • 参考文献
  • 第三章 氯化亚汞修饰的硅纳米线的电化学性质
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.4 结论
  • 参考文献
  • 第四章 氧化锌纳米棒的简易制备
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.3.结果与讨论
  • 4.4 结论
  • 参考文献
  • 附录:
  • 硕士期间完成的论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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