量子点镶嵌碳杂化纳米材料的制备及其性能研究

发布时间：2017-08-03 17:12

  本文关键词：量子点镶嵌碳杂化纳米材料的制备及其性能研究

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【摘要】：低维碳纳米材料具有大的表面积和良好的导电性,通常被用作电极材料。量子点由于自身表面缺陷存在,光激发产生的电子空穴对很快在其表面重新复合。本论文以三乙醇胺作为络合剂,通过低温燃烧法分别合成了C镶嵌ZnO和CdSe量子点杂化纳米材料。ZnO和CdSe量子点在光照下产生的光生空穴在自建电场作用下很容易转移到碳上,实现了与光生电子-空穴对的有效分离。在此基础上,分别对ZnO/C及CdSe/C杂化纳米材料进行物相、形貌以及结构表征以及对基于其组装的器件在电输运、光电及压阻性能进行了研究。主要结果如下:1、SEM扫描分析结果表明ZnO/C杂化纳米结构多为片状结构,CdSe/C多为带状结构。高分辨透射电镜下可以看到ZnO以及CdSe量子点都均匀镶嵌在碳纳米材料中,与其在原子层面上形成良好杂化结构。2、电输运实验结果表明ZnO/C及CdSe/C杂化纳米材料均为P型半导体材料,计算得知ZnO/C杂化纳米片的载流子迁移率为924.7 cm2V-1S-1,空穴浓度为2.192*1014 cm-3;CdSe/C杂化纳米带的载流子迁移率为2.719*103 cm2V-1S-1,空穴浓度为2.197*1014 cm-3。3、光电实验结果表明ZnO/C杂化纳米片光电探测器在其本征带隙边缘及近红外光都有明显光谱响应,之后测得其在高强度980 nm红外光照射时或者器件升温到30°C均可出现电流急剧减小至几乎不导通状态,并测得其热敏性系数高达-54440。最后将其组装成压阻器并进行性能测试,结果表明其具有很高的压阻重复性以及灵敏性,并测得其在最大压应变量和张应变量下,前后阻值比分别高达1:22和8:1。此外,在张应力作用下,压阻器具有一定存储性能。4、对基于CdSe/C杂化纳米带组装的光电探测器进行光电探测,结果表明其在200~900 nm范围内都有明显的响应,尤其在840 nm以及890 nm处出现了非常强的光谱响应。
【关键词】：ZnO CdSe 碳杂化纳米结构 光电 压阻
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 引言9-18
• 1.1 前言9-10
• 1.2 半导体量子点基本概念10
• 1.3 半导体量子点制备方法10-12
• 1.3.1 化学气相沉积法10
• 1.3.2 溶胶-凝胶法10-11
• 1.3.3 模板合成法11
• 1.3.4 化学溶液沉积法11
• 1.3.5 低温燃烧合成法11-12
• 1.4 半导体量子点的物理效应12-13
• 1.4.1 量子点尺寸效应12
• 1.4.2 表面效应12
• 1.4.3 介电限域效应12
• 1.4.4 库仑阻塞效应12-13
• 1.4.5 量子隧道效应13
• 1.5 半导体量子点的应用13-14
• 1.6 氧化锌的基本结构与性质14-15
• 1.7 硒化镉基本结构与性质15
• 1.8 碳纳米材料的简介15-16
• 1.9 实验思路16
• 1.10 本论文的主要研究内容16-18
• 第2章 低维碳纳米材料镶嵌量子点的制备及表征18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 实验试剂和仪器装置18-20
• 2.3 氧化锌/碳杂化纳米片制备20
• 2.4 硒化镉/碳杂化纳米带制备20-21
• 2.5 样品检测与分析21-27
• 2.5.1 氧化锌/碳杂化纳米片物相分析21-23
• 2.5.2 硒化镉/碳杂化纳米带物相分析23
• 2.5.3 氧化锌/碳杂化纳米片的形貌与结构分析23-25
• 2.5.4 硒化镉/碳杂化纳米带的形貌与结构分析25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 ZnO/C杂化纳米片的光电及压阻性能研究28-53
• 3.1 引言28
• 3.2 ZnO/C杂化纳米片电输运性能研究28-32
• 3.2.1 电输运性能简介28-29
• 3.2.2 场效应管制备29
• 3.2.3 输出特性曲线分析29-30
• 3.2.4 转移特性曲线分析30-32
• 3.3 ZnO/C杂化纳米片光电性能探测32-45
• 3.3.1 光电探测器件的组装32
• 3.3.2 光电探测器性能分析32-45
• 3.4 ZnO/C杂化纳米片压阻性能研究45-51
• 3.4.1 压阻效应45
• 3.4.2 压阻器件制备45-46
• 3.4.3 压阻器件应变性能测试46-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第4章 CdSe/C杂化纳米带的光电性能研究53-67
• 4.1 引言53
• 4.2 CdSe/C杂化纳米带电输运性能研究53-56
• 4.2.1 场效应管制备53-54
• 4.2.2 输出特性曲线分析54-55
• 4.2.3 转移特性曲线分析55-56
• 4.3 CdSe/C杂化纳米带光电性能探测56-66
• 4.3.1 光电探测器件的组装56-57
• 4.3.2 光电探测器性能分析57-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第5章 结论67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-75
• 攻读学位期间的研究成果75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 赵多;孙本良;;纳米粒子的液相制备方法[J];华章;2013年23期

2 刘青爽;刘晓萍;;载流子迁移率测量方法总结[J];山西电子技术;2009年04期

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5 余保龙,吴晓春,邹炳锁,张桂兰,汤国庆,陈文驹;介电限域效应对SnO_2纳米微粒光学特性的影响[J];物理化学学报;1994年02期

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本文编号：615431