形狀可控的金屬VIA族半導體的γ-射線輻射法合成.pdf

1、在半導體結構材料制備技術中，γ-射線輻射法是一種技術特點非常鮮明的方法。本研究將電離輻射技術應用于半導體納米材料制備技術中，研究不同體系與條件下，γ-射線輻射法半導體納米材料的可控組裝行為，發(fā)展和優(yōu)化半導體納米材料制備新方法。經過精心地構思與巧妙的實驗設計，利用60Coγ-射線輻射技術，常溫常壓下分別成功地制備了半導體硫(硒)化物三維空心結構和空心球、硫(氧)化物的一維結構、二元和三元硫化物的納米球，并初步探討了其形成的可能機理及影響因

2、素。相關實驗是應用輻射化學新體系研究的有益探索與嘗試，本研究成果大大地豐富了輻射化學基礎理論知識，也為未來相關合成提供重要的指導與參考。本論文主要內容歸納如下： 1.利用γ-射線輻射法，以水溶性高分子PVP為助劑，簡單一步過程獲得了半導體化合物CdSe空心結構，其直徑大小為25～180nm、壁厚在3～7nm之間。通過巧妙的設計，利用γ-射線輻射PMMA-CS2-ethanol-M2+體系(M2+=Ni2+，pb2+)，分別制備出

3、大小為500nm、壁厚為20nm均勻的硫化鎳和硫化鉛空心微球，可以說，該途徑在制備空心微球方面有一個特別的創(chuàng)新和突破。 2.常溫、常壓下，以陽離子表面活性劑CTAB為結構生長導向輔助劑，一步輻射途徑成功地大批量制備了大小均勻、單分散性好的單晶ZnO六棱柱的結構。分別討論了影響ZnO六棱柱形成的三個重要因素：a)纖鋅礦自身的結構；b)CTAB的作用；c)輻射時間/或輻照劑量。此外，以CTAB為生長輔助劑，60℃條件下通過化學溶液途

4、徑制備出完美、規(guī)整的ZnO納米花形結構。此方法簡單易行，且本實驗溫度是目前已報道能夠獲得ZnO納米花的最低溫度，還進一步討論了可能形成ZnO花形結構的機理。 3.根據納米級金屬單質在空氣中可能極易被氧化的特性，設計了簡單的輻射還原再氧化的實驗路線，制備出單分散性的指南針狀納米單晶Mn3O4。到目前，這也是首次報道這種獨特的形貌結構。利用直徑為100nm左右的SiO2納米球所堆積的空隙，在其空隙中首先填入PAM凝膠，進而得到SiO

5、2/PAM模板，然后將該模板放入含有NiSO4·6H2O和Na2S2O3·5H2O溶液中浸泡至溶脹平衡，接著把溶脹平衡的溶液放進鈷源室輻照達最佳劑量，反應結束后，通過HF溶液浸泡和高溫加熱的方法依次除去SiO2和PAM模板，最終成功地制備出Ni3S2單晶納米線。4.非離子型表面活性劑PVP在水溶液中會形成球形膠團或膠束，設計并利用其內部的生長空間，在γ-射線作用下，成功地合成了Ⅱ-Ⅵ族半導體化合物的二元和三元硫化物單分散性的納米球，制備