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窄带宽带氧化物径向异质纳米结构光电特性研究

作　者: 王丽娇
导　师: 陈玉金
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 光学工程
关键词: 纳米异质结构 光致发光 气敏特性
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


近年来,随着纳米科技的不断发展,新型异质纳米结构成为当前研究的热点。借助异质材料的接触与融合所产生的表面和界面的奇异功能特性,可以构建新型光电器件。本论文从SnO2和ZnO基一维纳米结构出发合成了一类典型的一维异质结纳米结构,研究其所具有的新的光电特性。论文主要内容包括：SnO2基和ZnO基异质纳米结构材料的可控制备；对SnO2基异质纳米结构的发光特性进行了研究,并对其机理进行了探讨；对SnO2基和ZnO基异质纳米结构的气敏特性进行测试,并探讨了其机理。本文首先介绍了SnO2、ZnO一维纳米材料的结构、特性、应用以及制备方法,同时对纳米复合材料的发展现状进行了分析。本文中,材料的制备主要采用液相化学法合成出了SnO2/CdS、SnO2/La2O3、SnO2/ZnO、SnO2/CuO、ZnO/TiO2等一维异质纳米结构。研究了SnO2/CdS、SnO2/La2O3、SnO2/ZnO的光致发光特性,分析了SnO2的异质结构与纯SnO2纳米棒相比光致发光谱发生变化的原因。其中,SnO2/ZnO异质纳米结构的新发光峰是由SnO2/ZnO的界面引起的。SnO2/CdS异质纳米材料的光致发光峰的红移是复合CdS引起的,而SnO2/La2O3异质纳米材料的光致发光峰的红移是La2O3的催化作用引起的。研究了所制备的复合纳米材料在不同工作温度下的气敏特性。发现复合材料中各物质之间的摩尔比为一适当值时,对乙醇和氢气等气体表现了增强的气敏特性,包括高的灵敏度和低的最佳工作温度。其气敏机理可归结为半导体同型异质结模型、p-n结模型、催化剂模型等。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-28
  1.1 纳米SnO_2的结构和光电特性  11-17
    1.1.1 纳米SnO_2的结构  11-12
    1.1.2 纳米SnO_2的特性  12
    1.1.3 纳米SnO_2的用途  12-14
    1.1.4 纳米SnO_2的制备  14-17
  1.2 纳米ZnO的结构和光电特性  17-21
    1.2.1 纳米ZnO的结构  17
    1.2.2 纳米ZnO的特性  17-18
    1.2.3 纳米ZnO的用途  18-19
    1.2.4 纳米ZnO的制备  19-21
  1.3 纳米复合结构  21-23
    1.3.1 纳米复合材料的定义  21-22
    1.3.2 纳米复合材料的基本性能  22-23
  1.4 一维异质纳米材料的研究现状  23-25
    1.4.1 国外研究现状  23-24
    1.4.2 国内研究现状  24-25
  1.5 本论文的研究背景和主要内容  25-28
    1.5.1 本论文的研究背景  25-27
    1.5.2 本论文的研究内容  27-28
第2章 SnO_2径向异质纳米结构合成与结构表征  28-50
  2.1 SnO_2纳米棒的制备及形貌  28-31
    2.1.1 SnO_2纳米棒的制备  28-29
    2.1.2 SnO_2纳米棒的结构表征  29-31
  2.2 SnO_2/CdS复合纳米材料的制备和形貌  31-36
    2.2.1 SnO_2/CdS复合纳米材料的制备  32-33
    2.2.2 SnO_2/CdS复合纳米材料的结构表征  33-36
  2.3 SnO_2/La_2O_3异质纳米材的制备和表征  36-39
    2.3.1 SnO_2/La_2O_3异质纳米材料的制备  36-37
    2.3.2 SnO_2/La_2O_3复合纳米材料的结构表征  37-39
  2.4 SnO_2/ZnO异质纳米材料的制备及表征  39-45
    2.4.1 SnO_2/ZnO异质纳米材料的制备  39-41
    2.4.2 SnO_2/ZnO异质纳米材料的结构表征  41-45
  2.5 SnO_2/CuO异质纳米材料制备及结构表征  45-49
    2.5.1 SnO_2/CuO异质纳米材料制备  45
    2.5.2 SnO_2/CuO异质纳米材料结构表征  45-49
  2.6 本章小结  49-50
第3章 ZnO径向异质纳米结构合成与结构表征  50-57
  3.1 纯ZnO纳米棒的制备及形貌  50-53
    3.1.1 ZnO纳米棒的制备  50-51
    3.1.2 ZnO纳米棒的结构表征  51-53
  3.2 ZnO/TiO_2异质纳米材料的制备及结构表征  53-56
    3.2.1 ZnO/TiO_2异质纳米材料的制备  53-54
    3.2.2 ZnO/TiO_2异质纳米材料的结构表征  54-56
  3.3 本章小结  56-57
第4章 异质纳米结构的光电特性  57-75
  4.1 光学特性  57-60
    4.1.1 SnO_2及以SnO_2为基底的异质纳米结构的光致发光谱  58-60
  4.2 电学特性  60-70
    4.2.1 SnO_2径向异质纳米结构电学特性  61-68
    4.2.2 ZnO径向异质纳米结构电学特性  68-70
  4.3 相关机理  70-74
    4.3.1 单体纳米棒的气敏机理  70
    4.3.2 半导体同型异质结模型  70-72
    4.3.3 p-n结模型  72-73
    4.3.4 催化剂模型  73
    4.3.5 其它模型  73-74
  4.4 本章小结  74-75
结论  75-77
参考文献  77-86
攻读硕士期间发表的论文和取得的研究成果  86-87
致谢  87

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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