纳米PbS/ZnO的制备及光电性能的研究
发布时间：2021-10-16 23:40
基于纳米材料的光电探测器有着广泛应用,纳米ZnO作为一种很好的紫外探测器材料,良好的性能以及低廉的成本使它成为紫外探测器最有潜力的材料之一;PbS广泛用于红外探测器材料,其结构可靠,性能卓越,成本低廉。如何进一步提高纳米ZnO、PbS的光电探测性能,并发展能同时检测紫外光、可见光和红外光的光电探测器件是研发光电探测器件迫切需要解决的问题,因而具有重要的科学意义和实际意义。本文制备了纳米PbS以及纳米PbS/ZnO复合物,采用XRD,Raman,TEM,XPS,UV-Vis-IR漫反射吸收光谱和荧光光谱等测试方式进行表征,研究了其光电探测性能以及ZnO-PbS界面效应对光电探测性能的影响。本文的研究的主要内容及结论如下:1.以Pb（NO3）2及Na2S为反应物,制备了纳米PbS,XRD分析表明所制备的纳米PbS具有方铅矿结构,且存在少量的PbO·PbSO4,纳米PbS其平均晶粒尺寸在18.2nm左右,该纳米PbS在紫外-可见-红外光区域有很强的吸收;采用刮涂法制备了具有FTO导电玻璃/纳米PbS/FTO导电玻璃结构的光电探测器件,测试了该光电探测器件在紫外、可见和近红外光照射下的光电性能...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤锌矿的骨架结构
武汉理工大学硕士学位论文 衍射分析（XRD）所合成的PbS/ZnO样品的XRD图谱。两个PbS/ZnO方晶系的纤锌矿结构（PDF 05-0664），PbS是方外，PbO·PbSO4相（PDF06-0276）在PbS的氧化作errer公式（L =0.89λ/βcosθ），利用在2θ= 31.65°处XO样品中ZnO平均晶粒尺寸：PbS/ZnO-A和PbS/ZnO24.6 nm，24.5 nm；通过Scherrer公式（L =0.89λ/βco的半峰宽，计算PbS/ZnO样品中PbS平均晶粒尺寸PbS的平均晶粒尺寸大小为12.5 nm，13.0 nm。
38图3-2 PbS/ZnO样品的TEM图片：PbS/ZnO-A的TEM（A）和HRTEM（B），PbS/ZnO-B的TEM（C）和HRTEM（D）Pb(NO3)2时ZnO悬浊液的颜色是几乎没有变化的。由于ZnS (ksp=1.6*10-24)有比Zn(OH)2(ksp=3.0 *10-17)更低的溶度积[52]。S2-在纳米ZnO表面与Zn(OH)2反应生成了一层淡黄色的ZnS层。然后，Na2S与后加入的Pb(NO3)2在ZnS层上反应生成了PbS纳米晶体，这样就形成了具有–Zn-S-Pb-S-界面的PbS/ZnO纳米晶体。然而，在XRD图谱中并没有ZnS晶体存在（图3-1A），在HRTEM（图3-2D）中观察到在PbS纳米晶体和ZnO纳米晶体之间有一层无序层，这表明PbS纳米晶体和ZnO纳米晶体之间的ZnS界面具有无定型结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-ZnO光电纳米材料的水热合成及电学性能[J]. 云斯宁,孙毅,甘艳萍,李玉祥. 硅酸盐学报. 2012(02)
[2]PbS量子点/ZnO纳米片复合膜的制备及其光电化学性能[J]. 廖鑫,杨峰,蒲明华,赵勇,程翠华. 无机材料学报. 2012(01)
[3]PbS量子点的一步合成法及其光学性能[J]. 赵旭升,干建群,刘光华,陈爱民. 化学学报. 2008(16)
[4]红外探测技术及其在军事上的应用[J]. 万全. 国防技术基础. 2004(01)
本文编号：3440709
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤锌矿的骨架结构
武汉理工大学硕士学位论文 衍射分析（XRD）所合成的PbS/ZnO样品的XRD图谱。两个PbS/ZnO方晶系的纤锌矿结构（PDF 05-0664），PbS是方外，PbO·PbSO4相（PDF06-0276）在PbS的氧化作errer公式（L =0.89λ/βcosθ），利用在2θ= 31.65°处XO样品中ZnO平均晶粒尺寸：PbS/ZnO-A和PbS/ZnO24.6 nm，24.5 nm；通过Scherrer公式（L =0.89λ/βco的半峰宽，计算PbS/ZnO样品中PbS平均晶粒尺寸PbS的平均晶粒尺寸大小为12.5 nm，13.0 nm。
38图3-2 PbS/ZnO样品的TEM图片：PbS/ZnO-A的TEM（A）和HRTEM（B），PbS/ZnO-B的TEM（C）和HRTEM（D）Pb(NO3)2时ZnO悬浊液的颜色是几乎没有变化的。由于ZnS (ksp=1.6*10-24)有比Zn(OH)2(ksp=3.0 *10-17)更低的溶度积[52]。S2-在纳米ZnO表面与Zn(OH)2反应生成了一层淡黄色的ZnS层。然后，Na2S与后加入的Pb(NO3)2在ZnS层上反应生成了PbS纳米晶体，这样就形成了具有–Zn-S-Pb-S-界面的PbS/ZnO纳米晶体。然而，在XRD图谱中并没有ZnS晶体存在（图3-1A），在HRTEM（图3-2D）中观察到在PbS纳米晶体和ZnO纳米晶体之间有一层无序层，这表明PbS纳米晶体和ZnO纳米晶体之间的ZnS界面具有无定型结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-ZnO光电纳米材料的水热合成及电学性能[J]. 云斯宁,孙毅,甘艳萍,李玉祥. 硅酸盐学报. 2012(02)
[2]PbS量子点/ZnO纳米片复合膜的制备及其光电化学性能[J]. 廖鑫,杨峰,蒲明华,赵勇,程翠华. 无机材料学报. 2012(01)
[3]PbS量子点的一步合成法及其光学性能[J]. 赵旭升,干建群,刘光华,陈爱民. 化学学报. 2008(16)
[4]红外探测技术及其在军事上的应用[J]. 万全. 国防技术基础. 2004(01)
本文编号：3440709
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