磷化锢纳米材料的溶剂热制备与表征

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由于半导体纳米材料具有各种量子效应和独特性质,因此在未来的各种光、电、机械等功能器件中有广阔的应用前景。磷化钳(InP)是一种直接带隙半导体材料,在室温下的禁带宽度为1.35 eV,具有较大的激子波尔半径(aB=14nm),与Ge、Si相比,化合物半导体InP具有许多优点:具有直接跃迁型能带结构,高的光电转换效率;电子迁移率高,易于制成半绝缘材料,适合制作高频微波器件和电路;工作温度高;具有强的抗辐射能力;作为太阳能电池材料的转换效率高等。目前,InP纳米材料的制各及性能等系统的研究较少,尤其对InP纳米球和InP纳米线材料的研究比较少见,其生长机理仍不够清楚。   本文采用溶剂热法合成InP纳米球和InP纳米线,系统考察了反应条件对产物InP结构与性能的影响,分析了InP纳米球和InP纳米线的生长过程,为InP材料的制备及进一步应用提供了理论基础。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、能谱仪(EDS)和光致发光仪(PL)对产物的结构、形貌、成分和光学性能进行了分析表征。得到的主要研究结果如下:   1.采用溶剂热法,以InCI3-4H20和P4为主要原料,制得InP纳米球。   孝察InCl3-4H20和P4小同的摩尔比、反应温度、反应时间、有机溶剂种类(二乙醇胺和三乙醇胺)、水与有机溶剂的体积比、还原剂种类和不同铟源(氯化铟和硝酸铟)等反应条件对产物结构、形貌及性能的影响,得到制各InP纳米球的较好反应条件。   2.以单质In和P4为主要原料,去离子水一乙醇胺为溶剂,采用溶剂热法制得InP纳米球。考察In和P4的摩尔比、水与乙醇胺的体积比、体系的反应温度和还原剂种类等对产物的影响,得到制各IriP纳米球的较好反应条件。   3.采用溶剂热法,以InCI3-4H2O和红P为主要原料,KOH和NaOH为碱溶液,十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)作为表面活性剂,制得InP纳米线。考察反应温度、反应时间和碱溶液种类对产物形貌的影响,得到制备InP纳米线的较好反应条件。  
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