碲化亚铜基半导体纳米晶的调控合成及其性能研究
本文选题:半导体纳米晶 + 碲化亚铜 ; 参考:《北京理工大学》2015年硕士论文
【摘要】:碲化亚铜基半导体纳米晶具有良好的粒子导电性,热电性和近红外区域(NIR)的局域表面等离子体共振效应(LSPR),在光伏和光热治疗等领域有着广阔的应用前景。因此,对于碲化亚铜基半导体纳米材料,简单的制备方法和可控的性能在生产和实践中尤为重要。本文分别采用水相和油相两种不同的合成机制成功的制备出三种具有不同计量比(Cu2-x Te,Cu1.75Te,Cu7Te5)的碲化亚铜基半导体纳米材料,对制备过程进行了分析,并对其近红外区的LSPR效应进行了研究。主要内容及研究成果如下:1.在水相中,采用低温溶剂热的方法,将尺寸均一的Te纳米线/棒转化为Cu2-x Te的纳米棒。采用TEM,HRTEM,SEM,XRD对Cu2-x Te的纳米棒进行了表征。通过UV-Vis-NIR吸收光谱测试和光热转化测试,证明其在近红外光区域有很好的吸收。另外,我们对反应过程对结果影响进行了分析,说明在该反应中水合肼促进了铜自身的结晶,不利于形貌的保持。对反应过程中Na BH4的影响和作用进行了研究,结果表明,过量的Na BH4加快了Te纳米棒的溶解,不利于化学转化反应中形貌的稳定。2.在油相中,利用油相溶剂和表面活性剂的作用,采用低温溶剂热法制备了Cu1.75Te和Cu7Te5两种不同形貌的碲化亚铜基半导体材料。对于Cu1.75Te纳米棒和Cu7Te5纳米立方块,十二烷基硫醇(DDT)调控其实现尺寸、自组装的关键因素。采用TEM,HRTEM和XRD对材料形貌、结构进行表征。采用UV-Vis-NIR吸收光谱测试和光热转化测试,证明了Cu1.75Te纳米棒对近红外区光的吸收比Cu7Te5纳米立方块的吸收强,光热转化效率更高。3.对比了所合成的三种碲化亚铜基半导体纳米晶的光热转化性能,说明Cu2-x Te纳米棒优于Cu1.75Te纳米棒,Cu1.75Te纳米棒优于Cu7Te5纳米立方块。对三种碲化亚铜半导体纳米晶的成膜进行了对比,Cu7Te5纳米立方块可以形成致密均匀薄膜。
[Abstract]:Cuprous telluride based semiconductor nanocrystals have good particle conductivity, thermoelectric properties and near infrared region (NIR) local surface plasmon resonance (LSPRR) effect, which have a wide application prospect in photovoltaic and photothermal therapy and other fields. Therefore, for cuprous telluride semiconductor nanomaterials, simple preparation methods and controllable properties are particularly important in production and practice. In this paper, three kinds of cuprous telluride semiconductor nanomaterials with different stoichiometric ratios of Cu2-x Teo Cu1.75TeCu7Te5) have been successfully prepared by using two different synthetic mechanisms of water phase and oil phase, and the preparation process has been analyzed. The LSPR effect in the near infrared region is also studied. The main contents and research results are as follows: 1. In aqueous phase, the uniform size Te nanowires / rods were transformed into Cu2-x Te nanorods by low-temperature solvothermal method. The nanorods of Cu2-x Te were characterized by TEM-HRTEM-SEMX XRD. UV-Vis-NIR absorption spectra and photothermal transformation tests show that it has a good absorption in the near infrared region. In addition, the effect of the reaction process on the results is analyzed, which indicates that hydrazine hydrate promotes the crystallization of copper itself, which is not conducive to the preservation of morphology. The effect and action of NaBH4 during the reaction were studied. The results show that excessive NaBH4 accelerates the dissolution of Te nanorods, which is not conducive to the stability of morphology in chemical conversion reaction. Cu1.75Te and Cu7Te5 semiconductor materials with different morphologies were prepared by low temperature solvothermal method. For Cu1.75Te nanorods and Cu7Te5 nanorods, dodecyl mercaptan (DDT) is the key factor to control the size and self-assembly of Cu1.75Te nanorods and Cu7Te5 nanorods. The morphology and structure of the materials were characterized by TEM and XRD. UV-Vis-NIR absorption spectra and photothermal conversion tests show that Cu 1.75Te nanorods absorb more light in the near infrared region than Cu7Te5 nanocrystals, and the photothermal conversion efficiency is higher than that of Cu7Te5 nanocrystals. The photothermal conversion efficiency of Cu1.75Te nanorods is higher than that of Cu7Te5 nanocrystals. The photothermal conversion properties of three kinds of cuprous telluride semiconductor nanocrystals were compared. The results show that Cu2-xTe nanorods are superior to Cu1.75Te nanorods and Cu1.75Te nanorods are superior to Cu7Te5 nanorods. The film formation of three kinds of cuprous telluride semiconductor nanocrystalline was compared.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O614.121;TB383.1
【共引文献】
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,本文编号:2004939
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