表面配體對無機半導(dǎo)體納米晶形貌、自組裝及光電性能影響研究.pdf

1、近年來，納米材料因其獨特的物理化學(xué)性能一直是人們的研究熱點。物理、化學(xué)、材料、機械和電氣工程等各個領(lǐng)域的科學(xué)家都對此進(jìn)行了研究。而半導(dǎo)體納米晶由于其性能具有獨特的尺寸依賴性，在太陽能轉(zhuǎn)換、照明、顯示屏技術(shù)和生物標(biāo)記等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用前景。目前已經(jīng)有許多可以精準(zhǔn)控制納米晶尺寸和形貌的合成方法被研究出來，人們在研究納米晶成核與生長的過程中也逐漸了解到表面配體對納米晶形貌及其性能的影響，而要使半導(dǎo)體納米晶可以更好的應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域中，就必須

2、可以精準(zhǔn)的控制納米晶的尺寸、形貌與性能，因此，本文中我們通過研究表面配體對半導(dǎo)體納米晶性能的影響，旨在設(shè)計出可以更好的應(yīng)用于相關(guān)器件中的半導(dǎo)體納米晶，主要包括兩方面內(nèi)容:一、研究有機配體對半導(dǎo)體納米形貌及自組裝性能的影響;二、對半導(dǎo)體納米晶表面配體進(jìn)行設(shè)計，使用無機配體成功取代納米晶表面的有機配體，進(jìn)而得到具有良好光電性能的半導(dǎo)體納米晶。
　　主要內(nèi)容如下:
　　1.選取癸酸與油胺作為表面活性劑，采用無注入“一鍋法”，通過乙

3、酰丙酮金屬絡(luò)合物分解合成高質(zhì)量、可規(guī)?；a(chǎn)的PbSe和PbTe納米晶，研究表面配體對PbSe和PbTe納米晶形貌及自組裝性能的影響。在反應(yīng)過程中采用“綠色”方法合成Se和Te的前驅(qū)體，采用一鍋法合成PbSe和PbTe納米晶，通過改變表面活性劑（癸酸與油胺）的摩爾比，結(jié)合反應(yīng)時間與反應(yīng)溫度的變化，可以較容易的得到球形(粒徑為6.5nm與8.3nm)和立方形（邊長為12-16nm）的PbSe納米晶，以及球形（粒徑為8nm）和立方形（邊長為

4、14-18nm）的PbTe納米晶。通過X-射線衍射(XRD)和選擇性區(qū)域電子衍射(SAED)表征表明所合成的納米晶均為巖鹽立方結(jié)構(gòu)。透射電子顯微鏡(TEM)圖像則顯示所合成的PbSe和PbTe的納米晶體具有較窄的粒度分布。而且通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在表面配體油胺的作用下，所合成的PbSe和PbTe納米晶均可自組裝為有序結(jié)構(gòu)。
　　2.根據(jù)無機配體對半導(dǎo)體納米晶性能的影響，采用導(dǎo)電性能良好的(NH4)4Sn2S6無機配體成功取代CuI

5、nS2(CIS)半導(dǎo)體納米晶表面導(dǎo)電性能差的有機配體，得到具有良好電荷傳輸性能的全無機CIS半導(dǎo)體納米晶。首先在有機溶劑中合成出尺寸可控的三角形CIS半導(dǎo)體納米晶，在環(huán)境友好的溶劑中利用小分子(NH4)4Sn2S6無機配體取代長鏈的有機配體得到金屬硫化物包覆的CIS納米晶。通過紫外吸收、紅外光譜、電子顯微鏡、X射線衍射、熱重、X射線光電子能譜以及動態(tài)光散射等表征手段對配體交換前后CIS納米晶的性能進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明無機[Sn2S6]4