不同ZnSe结构形态的制备和表征
发布时间：2021-06-05 22:28
硒化锌（ZnSe）材料是一种重要的半导体材料,由于禁带结构以及禁带宽度的特性,因此具有高光透过率、光吸收系数小的特点。在光学器件与电学器件中有重要的应用,通常用作太阳能电池的窗口层材料、光学探测器、蓝光光学器件材料、红外光学器件以及生物医学的荧光标记材料等。硒化锌的制备方法有很多种,主要有水热法、化学气相沉积法、分子束外延法以及电化学沉积法等,近年来,硒化锌材料已成为一种热门的研究材料,许多研究人员致力于制备方法的改善以及硒化锌在各种器件中的应用。材料表征是对材料形貌结构和形态进行分析的重要方法,在本论文中主要采用了透射电子显微镜分析、扫描电子显微镜分析、X射线衍射分析、能谱分析以及红外光谱分析等。一系列的表征方法使得对材料的分析更为详细与准确,并且为制备更完善的材料提供了依据。本论文主要是通过不同制备方法制备ZnSe,并且对ZnSe的不同形态结构进行表征与分析。主要内容如下:（1）采用水热法制备了ZnSe材料。通过Na2SeO3溶液提供硒源,制备出NaHSe,并且与用N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）与醋酸锌生成的Zn的前驱物反应得到ZnSe...
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnSe晶体结构图
山东师范大学硕士学位论文2需要参与的，所以跃迁的概率也上升了。而光吸收系数小于0.005，透光范围[6]一般在0.5μm-22μm，则表示ZnSe材料具有光吸收系数小，光透过率也很高的特点，由这些条件决定了ZnSe材料在光学器件中有很优秀的性能。ZnSe的折射率较高，一般在2.4左右。图1-2ZnSe晶体能带结构图通常来说，硒化锌粉末一般呈亮黄色粉末，是黄色透明多晶材料[7]，密度为5.26g/cm3，电阻大于1010Ω。常温常压下不溶于水，也不溶于有机溶剂，但是溶于酸。泊松系数为0.28，在273K温度下的热膨胀系数为7.1*10-6/℃，在298K温度下的热导率为18W/(m·K)。ZnSe材料的杨氏弹性模量为67.2GPa，体积模量为40GPa。一般在常压下熔点为1530℃左右，在1000℃时固体升华，在25℃-300℃导热率为16.9w/m·℃。ZnSe化学性质[8]较为稳定，也不易潮解。但是ZnSe材料硬度较低（努氏硬度约为140），材质较软，所以容易产生划痕。针对硬度较低，折射率较大的问题，一般需要在其器件表面上镀一层硬度高，减少反射率的膜来保护器件以及增强其光透率。1.1.3ZnSe的应用由ZnSe的性质可知，ZnSe的本征发射区是在蓝光或者蓝绿光区。ZnSe材料[9]在非线性光学器件、发光二极管、光探测器件、蓝光半导体激光器、光探测器件、激光窗口、波导调制器等器件中有不错的表现，这些器件可以用于水下通讯、探测等，也可以用于信息
山东师范大学硕士学位论文5化学气相沉积的反应方式主要有热分解反应、化学输送反应、氧化反应、金属还原反应、等离子激发反应等。最常见的有化学气相沉积有氧化还原反应、歧化反应、合成或置换反应、金属有机化合物反应。一般来说，化学气相沉积也需要一定条件才能反应，一是要达到足够的沉积温度；二是参加反应的各种物质必须具有足够的蒸气压；三是参加反应的源物质是气态。化学气相沉积的示意图如图1-3。具体的流程主要是：1)反应气体向衬底或基片扩散。2)反应气体在衬底或基片表面附近被吸附。3)反应气体在衬底或基片表面发生反应。4)反应生成的固体物质在衬底或者基片表面解吸和扩散，气态的生成物被排出。5)衬底或基片上的物质不断生长，直至完成反应。图1-3化学气相沉积示意图化学气相沉积中最重要的是反应器，根据反应器结构的不同我们可以把化学气相沉积分成两大类：封管法和开管法。封管法顾名思义可以知道反应过程中反应器是密封的，先将反应器抽成真空，然后再将反应物质由反应器两边注入反应器中，随后再次密封，再控制温度使反应器两边温度不等。这种方法可以不用在反应中持续抽气保持真空也防止了外部环境的污染。但是缺点也是显而易见的，反应中很难掌握压力，反应过程也变得缓慢。开管法则是不密封反应器，反应气体可以随时补充，而产生的废气也可以随时排出。一般开管法有两种类型：冷壁和热壁。冷壁是指不加热室壁，只有机体自身被加热，这样避免了室壁也会有沉积物质。而热壁则是室壁也被加热。
【参考文献】：
期刊论文
[1]溶胶-凝胶法合成纳米材料研究进展[J]. 李丽华,王鹏,张金生,吴限,马诚. 化工新型材料. 2019(01)
[2]金黄色葡萄球菌活细胞合成ZnSe量子点[J]. 张亚楠,杨玲玲,涂家薇,崔然,庞代文. 高等学校化学学报. 2018(06)
[3]ZnSe晶体生长技术的发展现状[J]. 武梦鸽,袁昕,汪洋,崔亮,贺世杰. 山东工业技术. 2015(24)
[4]Mn2+掺杂ZnSe量子点的制备及表征[J]. 宋连香,刘建刚,胡育. 化学研究与应用. 2013(05)
[5]紫外可见分光光度计及其应用[J]. 吴文铭. 生命科学仪器. 2009(04)
[6]巯基乙酸修饰ZnS纳米颗粒的水相合成及表征[J]. 孙伟,钟江华,张灿英,江宏,焦奎. 过程工程学报. 2007(05)
[7]单源真空蒸发法制备ZnSe薄膜的实验研究[J]. 余晓艳,马鸿文. 人工晶体学报. 2007(04)
[8]ZnSe纳米带前驱物的化学合成和性质[J]. 孙炳华,罗向东,戴兵. 南通大学学报(自然科学版). 2007(02)
[9]YAG:Ce黄色荧光粉高温固相合成与表征[J]. 黎学明,何南玲,陶传义. 重庆大学学报(自然科学版). 2007(02)
[10]掺杂在SiO2中的ZnSe纳米晶的结构、尺寸及稳定性[J]. 孔凡滔,汪敏强,姚熹,王云鹏,姜海青. 压电与声光. 2005(05)
博士论文
[1]ZnSe纳米材料的制备及光学、光催化性能研究[D]. 冯博.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
本文编号：3213037
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnSe晶体结构图
山东师范大学硕士学位论文2需要参与的，所以跃迁的概率也上升了。而光吸收系数小于0.005，透光范围[6]一般在0.5μm-22μm，则表示ZnSe材料具有光吸收系数小，光透过率也很高的特点，由这些条件决定了ZnSe材料在光学器件中有很优秀的性能。ZnSe的折射率较高，一般在2.4左右。图1-2ZnSe晶体能带结构图通常来说，硒化锌粉末一般呈亮黄色粉末，是黄色透明多晶材料[7]，密度为5.26g/cm3，电阻大于1010Ω。常温常压下不溶于水，也不溶于有机溶剂，但是溶于酸。泊松系数为0.28，在273K温度下的热膨胀系数为7.1*10-6/℃，在298K温度下的热导率为18W/(m·K)。ZnSe材料的杨氏弹性模量为67.2GPa，体积模量为40GPa。一般在常压下熔点为1530℃左右，在1000℃时固体升华，在25℃-300℃导热率为16.9w/m·℃。ZnSe化学性质[8]较为稳定，也不易潮解。但是ZnSe材料硬度较低（努氏硬度约为140），材质较软，所以容易产生划痕。针对硬度较低，折射率较大的问题，一般需要在其器件表面上镀一层硬度高，减少反射率的膜来保护器件以及增强其光透率。1.1.3ZnSe的应用由ZnSe的性质可知，ZnSe的本征发射区是在蓝光或者蓝绿光区。ZnSe材料[9]在非线性光学器件、发光二极管、光探测器件、蓝光半导体激光器、光探测器件、激光窗口、波导调制器等器件中有不错的表现，这些器件可以用于水下通讯、探测等，也可以用于信息
山东师范大学硕士学位论文5化学气相沉积的反应方式主要有热分解反应、化学输送反应、氧化反应、金属还原反应、等离子激发反应等。最常见的有化学气相沉积有氧化还原反应、歧化反应、合成或置换反应、金属有机化合物反应。一般来说，化学气相沉积也需要一定条件才能反应，一是要达到足够的沉积温度；二是参加反应的各种物质必须具有足够的蒸气压；三是参加反应的源物质是气态。化学气相沉积的示意图如图1-3。具体的流程主要是：1)反应气体向衬底或基片扩散。2)反应气体在衬底或基片表面附近被吸附。3)反应气体在衬底或基片表面发生反应。4)反应生成的固体物质在衬底或者基片表面解吸和扩散，气态的生成物被排出。5)衬底或基片上的物质不断生长，直至完成反应。图1-3化学气相沉积示意图化学气相沉积中最重要的是反应器，根据反应器结构的不同我们可以把化学气相沉积分成两大类：封管法和开管法。封管法顾名思义可以知道反应过程中反应器是密封的，先将反应器抽成真空，然后再将反应物质由反应器两边注入反应器中，随后再次密封，再控制温度使反应器两边温度不等。这种方法可以不用在反应中持续抽气保持真空也防止了外部环境的污染。但是缺点也是显而易见的，反应中很难掌握压力，反应过程也变得缓慢。开管法则是不密封反应器，反应气体可以随时补充，而产生的废气也可以随时排出。一般开管法有两种类型：冷壁和热壁。冷壁是指不加热室壁，只有机体自身被加热，这样避免了室壁也会有沉积物质。而热壁则是室壁也被加热。
【参考文献】：
期刊论文
[1]溶胶-凝胶法合成纳米材料研究进展[J]. 李丽华,王鹏,张金生,吴限,马诚. 化工新型材料. 2019(01)
[2]金黄色葡萄球菌活细胞合成ZnSe量子点[J]. 张亚楠,杨玲玲,涂家薇,崔然,庞代文. 高等学校化学学报. 2018(06)
[3]ZnSe晶体生长技术的发展现状[J]. 武梦鸽,袁昕,汪洋,崔亮,贺世杰. 山东工业技术. 2015(24)
[4]Mn2+掺杂ZnSe量子点的制备及表征[J]. 宋连香,刘建刚,胡育. 化学研究与应用. 2013(05)
[5]紫外可见分光光度计及其应用[J]. 吴文铭. 生命科学仪器. 2009(04)
[6]巯基乙酸修饰ZnS纳米颗粒的水相合成及表征[J]. 孙伟,钟江华,张灿英,江宏,焦奎. 过程工程学报. 2007(05)
[7]单源真空蒸发法制备ZnSe薄膜的实验研究[J]. 余晓艳,马鸿文. 人工晶体学报. 2007(04)
[8]ZnSe纳米带前驱物的化学合成和性质[J]. 孙炳华,罗向东,戴兵. 南通大学学报(自然科学版). 2007(02)
[9]YAG:Ce黄色荧光粉高温固相合成与表征[J]. 黎学明,何南玲,陶传义. 重庆大学学报(自然科学版). 2007(02)
[10]掺杂在SiO2中的ZnSe纳米晶的结构、尺寸及稳定性[J]. 孔凡滔,汪敏强,姚熹,王云鹏,姜海青. 压电与声光. 2005(05)
博士论文
[1]ZnSe纳米材料的制备及光学、光催化性能研究[D]. 冯博.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
本文编号：3213037
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3213037.html
