金属、半导体纳米片的调控合成、组装及光电性能研究
发布时间：2024-02-01 08:01
继石墨烯之后,金属、半导体二维纳米片从原子层厚度到几十个纳米厚度,因为其独特的形貌引起的电学、光学特性和易于层层组装(Layer-by-Layer(LBL)Assembly)大面积成膜的优点,近年来成为光电、能源、信息材料及器件应用研究领域的热点。本论文在金属、半导体纳米片的形貌、组分及在不同柔性/刚性衬底上的原位组装、光电器件研究等方面开展工作。利用液相方法可控地大量合成Ag、Au-Ag纳米片,通过调控Au-Ag合金纳米片的表面形貌、实验与理论计算相结合,得到不同强度表面等离子体共振(SPR)效应的纳米片状/环状结构,开发其在光热效应、表面增强拉曼散射(SERS)效应及生物应用等方面的应用;然后基于量子点组装成膜之后有机阻挡层对光生电子传输的阻碍问题,致力于研究如何在大晶格失配度下,将CdX、Ag2X等量子点在不同刚性/柔性衬底上,利用原位的取向连接生长(Oriented Attachment Growth)及阳离子交换法结合的全新非外延生长途径,组装成微米级二维具有单晶特征的纳米片状结构;再进一步层层组装成厘米级薄膜,实现纳米片之间以及纳米片与衬底间有效的电子传输,开发其在柔性电子...
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 二维纳米片的合成与应用
1.2.1 二维纳米片的合成方法简介
1.2.1.1 机械剥离法(Mechanical Cleavage)
1.2.1.2 电化学锂插层和剥离(Electrochemical Li-intercalation and Exfoliation)法
1.2.1.3 溶剂中声波降解(Sonication in Various Solvents)法
1.2.1.4 化学气相沉积(CVD)法
1.2.1.5 金属纳米片的合成进展
1.2.2 贵金属纳米片的应用
1.2.2.1 局域表面等离子体共振(LSPR)
1.2.2.2 表面增强拉曼散射(SERS)效应
1.2.2.3 光热转换效应
1.2.3 半导体纳米片的应用
1.2.3.1 光伏效应
1.2.3.2 硫属银化合物半导体的电学性能
1.3 纳米粒子的组装
1.3.1 自组装方法
1.3.2 纳米材料组装及应用
1.4 本论文的研究目的和主要研究内容
1.4.1 本论文的研究目的
1.4.2 本论文的主要研究内容
第2章 银、金-银合金纳米片的合成、组装、原位转换及光电性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂、材料及仪器
2.2.2 合成路线设计
2.2.2.1 Ag纳米片/纳米带的合成路线
2.2.2.2 Au-Ag合金微纳结构的合成路线
2.2.2.3 Ag@CdS核壳纳米片的合成路线
2.2.3 样品制备
2.2.3.1 Ag纳米片/纳米带的制备
2.2.3.2 Ag纳米片的组装
2.2.3.3 Au-Ag合金纳米片/纳米环的制备
2.2.3.4 Ag@CdS核壳纳米片的制备
2.2.4 样品表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 物相、形貌与光学性质分析
2.3.2 有限元(FEM)法计算模拟分析与讨论
2.3.3 光热转换效应分析与讨论
2.3.4 表面增强拉曼散射(SERS)效应应用与讨论
2.3.5 Ag@CdS核壳纳米片的光还原产氢与讨论
2.4 本章小结
第3章 半导体纳米片/纳米带在衬底上的原位形貌调控合成与组装
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂、材料及仪器
3.2.2 半导体纳米片/纳米带的合成路线
3.2.3 样品制备
3.2.3.1 半导体CdS纳米片/带及其薄膜的制备
3.2.3.2 半导体CdTe纳米片/带及其薄膜的制备
3.2.3.3 非化学计量比的结晶Ag2-δTe纳米片/带及其薄膜的制备
3.2.4 样品表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 物相与形貌分析
3.3.2 X射线光电子能谱(XPS)和能力色散谱(EDS)分析与讨论
3.4 本章小结
第4章 半导体纳米片/纳米带及其组装膜的光电、力学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 AFM测试在导电衬底上的单个CdX纳米片/带的I-V曲线
4.2.2 PW-600探针台测试刚性/柔性导电衬底上的c-Ag2-δTe和CdX纳米片薄膜的I-V曲线
4.2.3 Keithley 2400数字源表测试刚性/柔性导电衬底上的CdX纳米片薄膜的光电导和光响应
4.2.4 c-Ag2-δTe纳米片薄膜的霍尔效应和磁输运性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 c-Ag2-δX纳米片薄膜增强的电学性能
4.3.2 CdX纳米片薄膜增强的光电性能
4.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢
个人简介
本文编号：3891823
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 二维纳米片的合成与应用
1.2.1 二维纳米片的合成方法简介
1.2.1.1 机械剥离法(Mechanical Cleavage)
1.2.1.2 电化学锂插层和剥离(Electrochemical Li-intercalation and Exfoliation)法
1.2.1.3 溶剂中声波降解(Sonication in Various Solvents)法
1.2.1.4 化学气相沉积(CVD)法
1.2.1.5 金属纳米片的合成进展
1.2.2 贵金属纳米片的应用
1.2.2.1 局域表面等离子体共振(LSPR)
1.2.2.2 表面增强拉曼散射(SERS)效应
1.2.2.3 光热转换效应
1.2.3 半导体纳米片的应用
1.2.3.1 光伏效应
1.2.3.2 硫属银化合物半导体的电学性能
1.3 纳米粒子的组装
1.3.1 自组装方法
1.3.2 纳米材料组装及应用
1.4 本论文的研究目的和主要研究内容
1.4.1 本论文的研究目的
1.4.2 本论文的主要研究内容
第2章 银、金-银合金纳米片的合成、组装、原位转换及光电性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂、材料及仪器
2.2.2 合成路线设计
2.2.2.1 Ag纳米片/纳米带的合成路线
2.2.2.2 Au-Ag合金微纳结构的合成路线
2.2.2.3 Ag@CdS核壳纳米片的合成路线
2.2.3 样品制备
2.2.3.1 Ag纳米片/纳米带的制备
2.2.3.2 Ag纳米片的组装
2.2.3.3 Au-Ag合金纳米片/纳米环的制备
2.2.3.4 Ag@CdS核壳纳米片的制备
2.2.4 样品表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 物相、形貌与光学性质分析
2.3.2 有限元(FEM)法计算模拟分析与讨论
2.3.3 光热转换效应分析与讨论
2.3.4 表面增强拉曼散射(SERS)效应应用与讨论
2.3.5 Ag@CdS核壳纳米片的光还原产氢与讨论
2.4 本章小结
第3章 半导体纳米片/纳米带在衬底上的原位形貌调控合成与组装
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂、材料及仪器
3.2.2 半导体纳米片/纳米带的合成路线
3.2.3 样品制备
3.2.3.1 半导体CdS纳米片/带及其薄膜的制备
3.2.3.2 半导体CdTe纳米片/带及其薄膜的制备
3.2.3.3 非化学计量比的结晶Ag2-δTe纳米片/带及其薄膜的制备
3.2.4 样品表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 物相与形貌分析
3.3.2 X射线光电子能谱(XPS)和能力色散谱(EDS)分析与讨论
3.4 本章小结
第4章 半导体纳米片/纳米带及其组装膜的光电、力学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 AFM测试在导电衬底上的单个CdX纳米片/带的I-V曲线
4.2.2 PW-600探针台测试刚性/柔性导电衬底上的c-Ag2-δTe和CdX纳米片薄膜的I-V曲线
4.2.3 Keithley 2400数字源表测试刚性/柔性导电衬底上的CdX纳米片薄膜的光电导和光响应
4.2.4 c-Ag2-δTe纳米片薄膜的霍尔效应和磁输运性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 c-Ag2-δX纳米片薄膜增强的电学性能
4.3.2 CdX纳米片薄膜增强的光电性能
4.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢
个人简介
本文编号：3891823
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