GeO-,2-和In-,2-Ge-,2-O-,7-一維納米結(jié)構(gòu)的氣相合成與發(fā)光性能研究.pdf

1、由于納米尺度的一維材料在基礎(chǔ)科學(xué)研究和潛在的技術(shù)應(yīng)用方面極其重要而引起人們的廣泛關(guān)注.準(zhǔn)一維納米材料,主要包括納米線/棒、納米管、納米帶、納米針、納米同軸電纜、異質(zhì)結(jié)和超晶格納米線等.在這些材料中,氧化物一維納米材料是人們重點(diǎn)的研究對(duì)象.盡管一維氧化物納米材料的研究已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步,但如何在所需形貌、成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的制備上實(shí)現(xiàn)可控仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn).本論文的第一部分內(nèi)容就是如何用簡(jiǎn)單的熱蒸發(fā)方法制備出GeO<,2>納米線陣列.

2、后面兩部分分別是三元化合物In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶和鏈狀I(lǐng)n<,2>Ge<,2>O<,7>芯/非晶GeO<<2>殼納米電纜的制備、表征和發(fā)光性能研究.主要的研究工作及結(jié)果如下: 1.GeO<,2>納米線陣列的合成、表征、生長(zhǎng)機(jī)制和發(fā)光特性的研究我們用傳統(tǒng)的熱蒸發(fā)方法,以Si(111)作為襯底,制得了GeO<,2>納米線陣列.分析表明GeO<,2>納米線陣列以自催化VLS機(jī)制生長(zhǎng).用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(T

3、EM)、能量彌散X射線衍射儀(EDS)和光致發(fā)光光譜(PL)等測(cè)試手段對(duì)制得產(chǎn)物的形貌、微觀結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行了研究.GeO<,2>納米線的直徑和長(zhǎng)度分別為100nm和幾微米左右,納米線端部的球形顆粒的直徑大概為幾百納米.GeO<,2>納米線對(duì)電子束的輻射非常敏感.當(dāng)有能量比較大的電子束打在GeO<,2>納米線上時(shí),GeO<,2>納米線發(fā)生了單晶到非晶的轉(zhuǎn)變.室溫下的GeO<,2>納米線陣列的光致發(fā)光光譜顯示出一個(gè)峰值為411nm的紫光

4、峰和兩個(gè)峰值分別為448nm和471nm的藍(lán)光峰. 2.三元化合物In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶的合成和光致發(fā)光性能在沒有使用催化劑的情況下,用簡(jiǎn)單的熱蒸發(fā)方法成功地合成了大量的In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶.In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶的生長(zhǎng)過程是基于-固生長(zhǎng)機(jī)制.用掃面電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能量彌散X射線衍射儀(EDS)和光致發(fā)光光譜(PL)等測(cè)試手段對(duì)制得產(chǎn)物的形貌、微觀結(jié)構(gòu)和

5、光學(xué)性能進(jìn)行了研究.In<,2>Ge<,2>O<,7>具有層狀的鈧釔石型(Sc<,2>Si<,2>O<,7>)結(jié)構(gòu).In<,2>Ge<,2>O<,7>納米帶生長(zhǎng)方向是[210],寬度、厚度和長(zhǎng)度分別在300-500nm、50-70nm和幾十到幾百微米左右.在室溫光致發(fā)光光譜中可以觀察到一個(gè)強(qiáng)而且很寬的在410nm處的發(fā)光峰. 3.鏈球狀I(lǐng)n<,2>Ge<,2>O<,7>芯/非晶GeO<,2>殼納米電纜的合成和發(fā)光特性通過簡(jiǎn)單的熱

6、蒸發(fā)方法成功地合成了新奇的鏈球狀I(lǐng)n<,2>Ge<,2>OP<,7>芯/非晶GeO<,2>殼納米電纜.納米電纜的生長(zhǎng)過程是基于氣-固生長(zhǎng)機(jī)制.用掃面電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能量彌散X射線衍射儀(EDS)和光致發(fā)光光譜(PL)等測(cè)試手段對(duì)制得產(chǎn)物的形貌、微觀結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行了研究.研究表明鏈球狀的納米電纜的芯部是單晶In<,2>Ge<,2>O<,7>納米線,直徑大概是30nm,殼層是非晶GeO<,2>的鏈狀結(jié)構(gòu).在室溫測(cè)得的