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镉化合物超细纳米线的制备及其光电性质的研究

作　者: 王晓红
导　师: 蒋晓红
学　校: 河南大学
专　业: 光学
关键词: 水热法 Cd（OH）2 CdS CdO 超细纳米线 I-V性质 LB膜
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


一维纳米结构，例如纳米线、纳米棒、纳米带、纳米管等由于它们独特的物理、化学性质，在纳米科学领域引起了很大的兴趣。随着器件的微型化，对纳米线的尺寸要求越来越细，其量子效应也越来越明显。超细的直径不仅有利于器件的小型化，而且超强的量子限制效应会导致物理性能的增强，因而成为当前的研究热点。而镉化合物半导体纳米线是其中研究的最深入、应用也最为广泛的纳米线。本文主要侧重于Cd化合物超细纳米线的制备和性质研究。利用水热法合成了具有大长径比的超细Cd（OH）2纳米线，并将其转化为超细Cd（OH）2/CdS、CdO纳米线，初步开展了这些超细纳米线的制备和性质研究。主要涉及以下三方面的工作：1、水热法制备超细Cd（OH）2纳米线的研究利用水热法，用Cd（NO3）2和C6H12N4为原料合成具有大长径比的超细Cd（OH）2纳米线，分析了超细Cd（OH）2纳米线形成的原理。将水热法制备的超细Cd（OH）2纳米线组装到电极上，利用探针台和I-V测试仪测试超细Cd（OH）2纳米线的I-V性质，电流强度为10-14A。2、超细Cd（OH）2/CdS纳米线及超细CdO纳米线的制备和性质研究以超细Cd（OH）2纳米线为模板与H2S气体反应合成超细Cd（OH）2/CdS纳米线。测试超细Cd（OH）2/CdS纳米线的I-V性质，电流强度达10-10A，相比Cd（OH）2纳米线增加4个数量级。此外与硫代乙酰胺也能反应生成Cd（OH）2/CdS纳米线，且具有明显的光响应性质，电流可提高2个数量级。另一方面，将超细Cd（OH）2纳米线在350°C高温下反应三个小时转变成超细CdO纳米线，测试CdO纳米线的I-V性质电流强度达10-7A，相比Cd（OH）2纳米线增加7个数量级。3、LB膜法制备超细Cd（OH）2, CdS纳米线的研究利用LB技术在气液界面上，以Cd（NO3）2的水溶液为亚相，通过加入NaOH的量,调节亚相的pH值，以二十二酸（BA）为成膜物质，分别在云母、硅片、石英片上合成了超细Cd（OH）2纳米线。分析了不同NaOH浓度，不同表面压对产物形貌结构的影响。以超细Cd（OH）2纳米线为模板，在密闭容器中通入H2S气体制备得到超细CdS纳米线。并用XPS分析了样品的成分，紫外吸收光谱测试了样品在通H2S气体前后吸收峰的变化。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-31
  1.1 一维纳米材料的研究进展及应用  11-13
  1.2 制备一维纳米材料的方法  13-17
  1.3 一维纳米材料的性质  17-18
  1.4 超细纳米线的合成  18-21
  1.5 超细纳米线的研究进展  21-22
  1.6 超细纳米线目前存在的主要问题  22-23
  1.7 本论文研究的目的、思路及主要内容  23-25
    1.7.1 论文的研究目的和思路  23
    1.7.2 论文研究的主要内容  23-25
  参考文献  25-31
第二章 水热法制备超细 Cd(OH)_2纳米线的研究  31-45
  2.1 前言  31
  2.2 实验部分  31-32
    2.2.1 实验试剂  31-32
    2.2.2 实验仪器  32
    2.2.3 实验方法  32
  2.3 实验结果与讨论  32-40
    2.3.1 水热法制备超细 Cd(OH)_2纳米线的形貌及结构表征  32-36
    2.3.2 水热法制备超细 Cd(OH)_2纳米线的机理  36
    2.3.3 不同前驱体对产物形貌及结构的影响  36-38
    2.3.4 水热法制备超细 Cd(OH)_2纳米线的光学性质  38-39
    2.3.5 水热法制备超细 Cd(OH)_2纳米线的组装和 I-V 性质研究  39-40
  2.4 本章小结  40-42
  参考文献  42-45
第三章 超细 Cd(OH)_2/CdS 纳米线及超细 CdO 纳米线的制备和性质研究  45-61
  3.1 前言  45-46
  3.2 实验部分  46
    3.2.1 实验试剂  46
    3.2.2 实验仪器  46
    3.2.3 实验方法  46
  3.3 实验结果与讨论  46-56
    3.3.1 超细 Cd(OH)_2纳米线通 H_2S 气体后产物的形貌及结构表征  46-48
    3.3.2 超细 Cd(OH)_2/CdS 纳米线紫外吸收及荧光性质  48
    3.3.3 超细 Cd(OH)_2/CdS 纳米线的 I-V 性质  48-50
    3.3.4 超细 Cd(OH)_2纳米线与硫代乙酰胺反应后产物形貌及结构表征  50-52
    3.3.5 超细 Cd(OH)_2/CdS 纳米线的 I-V 性质研究  52
    3.3.6 Cd(OH)_2纳米线的的热分析  52-53
    3.3.7 超细 CdO 纳米线的形貌及结构表征  53-55
    3.3.8 超细 CdO 纳米线的紫外吸收光谱  55
    3.3.9 超细 CdO 纳米线的 I-V 性质研究  55-56
  3.4 本章小结  56-58
  参考文献  58-61
第四章 LB 膜法制备超细 Cd(OH)_2, CdS 纳米线的研究  61-71
  4.1 前言  61-62
  4.2 实验部分  62
    4.2.1 实验试剂  62
    4.2.2 实验仪器  62
    4.2.3 实验方法  62
  4.3 实验结果与讨论  62-68
    4.3.1 表面压-面积曲线  62-63
    4.3.2 LB 膜法制备超细 Cd(OH)_2纳米线的形貌像和结构表征  63-64
    4.3.3 不同基底上超细 Cd(OH)_2纳米线的形貌像  64-65
    4.3.4 调节 NaOH 浓度对生成产物形貌结构的影响  65
    4.3.5 不同表面压下制备 Cd(OH)_2纳米线的形貌像  65-66
    4.3.6 Cd(OH)_2纳米线的生成机理  66-67
    4.3.7 用超细 Cd(OH)_2纳米线为模板合成 CdS 超细纳米线  67-68
  4.4 本章小结  68-69
  参考文献  69-71
总结与展望  71-73
攻读硕士学位期间发表和完成的工作  73-75
致谢  75-76

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