基于飞秒激光液相烧蚀的宽禁带半导体纳米材料的制备技术研究

发布时间：2021-05-11 06:36

　　随着无机纳米粒子在光学、生物、能源等领域的应用优势日渐凸显,对其功能化性质的要求越来越迫切。而且在评估、优化、修饰其性能时,表面裸露、无配体的纳米粒子是理想的参照材料,因此,制备无配体的纳米粒子成为人们研究的热点。经过近三十年的发展,飞秒激光液相合成纳米粒子已经发展成为一种可扩展的易操作的无配体纳米粒子合成手段。它不仅解决了传统方法提纯步骤复杂、副产物多、有配体的缺点,而且还实现了高产出、便捷、灵活调控的优势。宽禁带半导体纳米粒子不仅沿袭了体材料禁带宽度大、热导率高、电子迁移饱和速率高、抗击穿电场高的优势,而且还具备体材料所不具备的独特性能。首先,量子点本身是一种零维材料,具有较大的比表面积,对光能的吸收较大,用于光电导体可以大大提升电能的输出。其次量子点的禁带宽度具有尺寸依赖性,可以通过改变尺寸来调节光学性质,而且它的制备成本相对较低。在新一代柔性发光电子器件及高性能的量子点器件具有非常重要的应用。因此研究宽禁带半导体材料的光学性质具有非常重要的研究价值。因此本文将飞秒激光液相烧蚀合成纳米粒子这一技术应用于金刚石和氮化镓材料,成功制备出了超小粒径的纳米金刚石（Nanodiamonds... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 宽禁带半导体纳米材料
        1.1.1 宽禁带半导体纳米材料的性质与应用
        1.1.2 宽禁带半导体纳米材料的制备方法及面临的问题
    1.2 飞秒激光液相合成纳米材料技术
        1.2.1 fs-PLAL技术在合成无机纳米粒子的优势
        1.2.2 加工方式
        1.2.3 影响因素
        1.2.4 PLAL技术合成纳米粒子取得的成就
    1.3 本论文的研究内容
第二章 fs-PLAL技术原理
    2.1 引言
    2.2 等离子体理论和气泡动力学
    2.3 纳米粒子的形成
    2.4 本章小结
第三章 fs-PLAL制备纳米金刚石及其光学性质的研究
    3.1 引言
    3.2实验
        3.2.1 fs-PLAL烧蚀制备纳米金刚石的实验过程
        3.2.2 样品的表征
    3.3 实验参数的优化
        3.3.1 激光扫描点间距对NDs制备的影响机制
        3.3.2 激光功率对NDs产量和粒径的影响
    3.4 NDs表面钝化及其光学性质的研究
        3.4.1 实验方案及形貌表征
        3.4.2 NDs钝化前后的光学性质及其讨论
    3.5 本章小结
第四章 发光NDs的制备及其发光机理的研究
    4.1 引言
    4.2 一步法制备发光NDs
    4.3 发光NDs的表征及发光机理研究
    4.4 本章小结
第五章 氮化镓纳米粒子的制备与表征
    5.1 引言
    5.2 实验设计
    5.3 发光波长可调的Ga N-NPs的制备与表征
        5.3.1 不同环境中烧蚀GaN薄膜激光功率的选择
        5.3.2 GaN-NPs的制备及其结构表征
        5.3.3 GaN-NPs的光学性质及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 问题与展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3180920