铜基半导体纳米材料的液相合成、性能和生长机理研究

发布时间：2019-11-01 17:52

【摘要】：硫化亚铜(Cu2-xS,0x1)半导体纳米材料是继II-VI和IV-VI族化合物纳米材料之后被开发出来的一种低毒无重金属元素的半导体纳米材料,在光伏电池和生物标记等领域具有很重要的应用价值。目前对硫化亚铜纳米晶的研究已经十分广泛,从不同组分的硫化亚铜纳米晶的合成到其对应的等离子体表面局域共振效应及其在光电和生物领域的应用。目前,国内外研究小组将硫化亚铜作为反应源和催化剂引导异质结或多元材料的生长当做研究热点.这些研究也在不断挖掘硫化亚铜纳米晶的更大应用潜力。 本论文采用一步反应法和高温注入法,在十二硫醇／十八碳烯和十二硫醇／油胺混合体系中成功实现了以硫化亚铜纳米晶为基础的众多铜基半导体纳米材料的合成,并系统的研究了不同Cu/Zn原料比对不同Cu-Zn-S体系纳米材料的组分和形貌调控,以久辉铜矿(Cu1.94S)纳米晶作为反应源引导异质结构硫化物纳米晶的调控合成和Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族(CuInS2和CuGaS2)三元半导体纳米材料的合成,并探讨了其生长机制。 首先,我们采用一步反应方法,在高温体系中通过改变Cu/Zn原料比实现了从Cu(Ⅰ)掺杂ZnS半导体量子点到Cu1.94S-ZnS异质结纳米晶的转变,进而在较高Cu/Zn原料比情况下得到了蓝辉铜矿纳米晶,并采用红外可见吸收光谱研究了其等离子表面局域共振效应(LSPR)的变化；其次采用高温注入法,以Cu1.94S纳米晶种引导其它半导体纳米晶的生长,成功合成了四种不同组分的半导体-半导体异质结纳米晶,并探讨了晶种晶型和组份的变化和异质结的生长机制：最后我们采用一步反应方法成功合成了具有不同晶型和形貌的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族三元铜基半导体纳米晶,并探讨了其生长机制,提出了Cul.94S纳米晶在这一过程中的作用。 铜基半导体纳米晶在众多体系中的成功合成验证了这种材料具有非常好的反应活性。通过对Cu-Zn-S体系、异质结和三元半导体纳米材料的研究,为今后铜基半导体纳米晶的合成提供了理论研究,并为其在光电和生物领域的实际应用奠定了良好的基础。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;O614.121

【共引文献】

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本文编号：2554067