NiO纳米晶制备及其掺杂和应用

发布时间：2022-04-28 20:02

　　量子点的成分调控对于其性质改变有很大的作用,掺杂后的纳米晶,相比于未掺杂的纳米晶而言,性能会产生巨大的差异。因此,可以通过对纳米晶掺杂的深入研究来开发纳米晶的一些优良性能。其中,纳米材料的各项性能与其掺杂效果紧密相关,而掺杂效果又取决于合成方法、掺杂温度、前驱体和掺杂元的选择等。本文通过溶液法合成氧化镍纳米晶,具体通过一锅法、热注入法和成核掺杂法来研究氧化镍纳米晶替代掺杂的效果,研究这本征p型半导体材料的光学和电学特性,并获得具有一定导电性和透光性的p型半导体薄膜。论文的主要结果归纳如下:1.通过反应前驱体的不同、反应温度、反应方法等手段对合成NiO纳米晶的形貌和尺寸进行调控。采用“一锅法”时,若前驱体选用硬脂酸镍则可以得到单分散较好的近球形小尺寸（2-5 nm）NiO纳米晶,若前驱体为四水乙酸镍时则可以得到较大尺寸（15-20 nm）的NiO纳米花。采用“热注入法”时,控制前驱体和注入反应温度,可以得到枝状纳米晶（5-10 nm）和近球状纳米晶（30-40 nm）。这是由于前躯体、温度和合成方法等因子影响晶体的总表面能、原子迁移与表面反应,因此可以通过改变以上因子来调节不同晶面的相对... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
第二章 文献综述
    2.1 NiO的基本性质
    2.2 NiO纳米材料的应用
        2.2.1 催化剂领域
        2.2.2 电池电极领域
        2.2.3 透明导电薄膜领域
    2.3 NiO的掺杂方法
        2.3.1 磁控溅射法
        2.3.2 热喷雾法溶胶(Spray Pyrolysis technique, SPT)
        2.3.3 脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition, PLD)
        2.3.4 化学气相沉积(chemical vapour deposition, CVD)
        2.3.5 溶胶-凝胶法(Sol-gel)
        2.3.6 溶液法(Solution)
    2.4 纳米晶掺杂机理
        2.4.1 纳米晶成核长大
        2.4.2 纳米晶掺杂模型
        2.4.3 纳米晶掺杂方法
    2.5 课题的内容和意义
第三章 实验方法及表征手段
    3.1 实验试剂与设备
        3.1.1 实验试剂
        3.1.2 实验设备
    3.2 测试手段与原理
        3.2.1 透射电子显微镜
        3.2.2 扫描电子显微镜
        3.2.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
        3.2.4 X射线光电子能谱(XPS)
        3.2.5 X射线衍射仪(XRD)
        3.2.6 拉曼光谱测试(Raman Spectroscopy)
        3.2.7 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)
        3.2.8 原子力显微镜(AFM)
        3.2.9 I-V测试仪
        3.2.10 变温霍尔效应测试仪(Hall)
第四章 一锅法合成、掺杂NiO纳米晶的制备及表征研究
    4.1 一锅法合成NiO纳米晶
        4.1.1 实验过程
        4.1.2 实验结果及讨论
    4.2 一锅法合成NiO掺锂纳米晶
        4.2.1 实验过程
        4.2.2 实验结果及讨论
        4.2.3 NiO薄膜的性能研究
    4.3 本章小结
第五章 NiO纳米晶的掺杂机理研究
    5.1 NiO纳米晶的形核长大
        5.1.1 制备方法
        5.1.2 结果分析
    5.2 掺杂锂元的形核温度
        5.2.1 制备方法
        5.2.2 结果分析
    5.3 掺杂机理讨论
    5.4 本章小结
第六章 热注入法合成、掺杂NiO纳米晶的制备及表征研究
    6.1 热注入法合成NiO纳米晶
    6.2 热注入法合成NiO掺锂纳米晶
        6.2.1 实验过程
        6.2.2 实验结果及讨论
        6.2.3 NiO薄膜的性能研究
    6.3 不同掺杂方法制备NiO掺锂对比
        6.3.1 掺杂方法
        6.3.2 实验结果比较及讨论
        6.3.3 NiO薄膜的性能对比
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]透明导电氧化物的原理、问题与研究分析[J]. 王焕华.  物理. 2012(12)
[2]Fe掺杂对溶胶凝胶法制备的Zno:Ni薄膜结构及发光特性的影响[J]. 吴忠浩,徐明,段文倩.  物理学报. 2012(13)
[3]硬质合金涂层技术及其进展[J]. 陈勇志,占志泽,曾铁初.  东莞理工学院学报. 2012(03)
[4]气溶胶辅助化学气相沉积制备Al掺杂ZnO透明导电薄膜[J]. 秦秀娟,韩司慧智,赵琳,左华通,宋士涛.  无机材料学报. 2011(06)
[5]Ni掺杂ZnO薄膜的结构与光学特性研究[J]. 兰伟,唐国梅,曹文磊,刘雪芹,王印月.  物理学报. 2009(12)
[6]溶胶凝胶法制备Zn1-xFexO稀磁半导体[J]. 蒋婧思,侯延冰,唐爱伟,滕枫.  发光学报. 2008(01)
[7]纳米NiO的制备及其性能研究[J]. 韩丹丹,陈野,张密林,刘智敏,徐鹏程.  电池. 2006(04)
[8]Fe掺杂T-ZnO的结构和绿光发光性质研究[J]. 王凯,周祚万,刘国梅,李艳霞.  功能材料. 2006(06)
[9]NiO阳极薄膜制备与电化学性能[J]. 赵胜利,文九巴,祝要民,秦启宗.  应用化学. 2006(05)
[10]纳米氧化镍制备新方法[J]. 尚秀丽,杨玉英,胡中爱,孔超,赵红晓.  石化技术与应用. 2005(03)

硕士论文
[1]Mg掺杂NiO薄膜制备技术研究[D]. 吴宵征.长春理工大学 2014
[2]氧化镍纳米晶的合成及其在光电器件中的应用[D]. 奕清.浙江大学 2014
[3]磁控溅射PbTe纳米材料的制备、表征及特性研究[D]. 隋明晓.山东师范大学 2010
[4]溶胶—凝胶法制备掺杂ZAO透明导电薄膜的微观结构和光电性能的研究[D]. 周鸣鸽.北京化工大学 2009



本文编号：3649438