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Sb掺杂SnO_2一维纳米材料的制备、表征与光学性能研究

作　者: 向定国
导　师: 高义华
学　校: 华中科技大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 二氧化锡掺杂特殊结构纳米线纳米带 VLS生长机制光致发光
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

SnO2是一种重要的n型半导体,在常温下其禁带宽度为3.6 eV。由于SnO2一维纳米材料具有特殊的气敏、透光和导电特性,在构造气敏传感器、发光二极管、平板显示器和薄膜太阳能电池等方面有着广泛的应用。本文主要研究内容如下:(1)利用气相法,以Sn粉为源材料,通过控制Ar载气的流量和生长温度等条件,在镀有8nm金膜的Si(100)衬底上制备出了各种形貌的(分叉、糖葫芦状以及阶梯状)SnO2纳米线或纳米带,研究了它们的生长机理,发现遵循VLS机制。(2)以Sn粉和Sb粉(15:1)为源材料,采用与前面类似的方法,制备出了各种形貌的(直形和W形)SnO2:Sb纳米线或纳米带,并且研究了金膜厚度对产物形貌的影响:金膜越厚,纳米线直径越大。通过XPS分析测出了SnO2:Sb中Sb的含量为0.705%,并且分析了Sb为替代Sn原子掺杂。(3)通过HRTEM像和SAED重点研究了68°和112°两种W形SnO2:Sb纳米带的微观结构,并对此特殊形貌的纳米带的生长机制进行了解释:首先是快速生长形成W形纳米线骨干支架,然后是横向生长使其纳米线变宽变厚,最终形成有一定宽度和厚度的W形SnO2纳米带。并且分析了68°和112°等角度的产生来源。(4)研究分析了SnO2:Sb纳米线或纳米带的光致发光(PL)光谱和Raman光谱,从PL谱可以看出:当Sb掺杂浓度变高时,光谱的峰值位置会发生蓝移,并对于蓝移的原因进行了分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-19
  1.1 引言  8-11
  1.2 一维纳米材料的制备方法  11-14
  1.3 SnO_2 一维纳米材料的研究进展  14-17
  1.4 课题的提出及本论文所研究的内容  17-19
2 Sb 掺杂SnO_2一维纳米材料的制备方法及表征手段  19-26
  2.1 实验试剂、仪器设备及工艺流程  19-21
  2.2 Sb 掺杂SnO_2 一维纳米材料的制备  21-23
  2.3 表征手段  23-25
  2.4 本章小结  25-26
3 Sb 掺杂SnO_2一维纳米材料的制备与表征  26-46
  3.1 掺锑(Sb)二氧化锡(SnO_2)纳米线的制备与表征  26-35
  3.2 W 型掺锑(Sb)二氧化锡(SnO_2)纳米带的制备与表征  35-42
  3.3 SnO_2 糖葫芦状微米棒与阶梯状纳米带的制备与表征  42-45
  3.4 本章小结  45-46
4 Sb 掺杂SnO_2一维纳米材料的PL 谱及Raman 光谱研究  46-51
  4.1 Sb 掺杂SnO_2 一维纳米材料的光致发光光谱研究  46-49
  4.2 Sb 掺杂SnO_2 一维纳米材料的Raman 光谱研究  49-50
  4.3 本章小结  50-51
5 总结和展望  51-53
  5.1 全文总结  51-52
  5.2 展望  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-59
附录攻读硕士学位期间完成的论文情况  59

Sb掺杂SnO_2一维纳米材料的制备、表征与光学性能研究

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