碲化亞銅基半導體納米晶的調控合成及其性能研究
本文選題:半導體納米晶 + 碲化亞銅; 參考:《北京理工大學》2015年碩士論文
【摘要】:碲化亞銅基半導體納米晶具有良好的粒子導電性,熱電性和近紅外區(qū)域(NIR)的局域表面等離子體共振效應(LSPR),在光伏和光熱治療等領域有著廣闊的應用前景。因此,對于碲化亞銅基半導體納米材料,簡單的制備方法和可控的性能在生產和實踐中尤為重要。本文分別采用水相和油相兩種不同的合成機制成功的制備出三種具有不同計量比(Cu2-x Te,Cu1.75Te,Cu7Te5)的碲化亞銅基半導體納米材料,對制備過程進行了分析,并對其近紅外區(qū)的LSPR效應進行了研究。主要內容及研究成果如下:1.在水相中,采用低溫溶劑熱的方法,將尺寸均一的Te納米線/棒轉化為Cu2-x Te的納米棒。采用TEM,HRTEM,SEM,XRD對Cu2-x Te的納米棒進行了表征。通過UV-Vis-NIR吸收光譜測試和光熱轉化測試,證明其在近紅外光區(qū)域有很好的吸收。另外,我們對反應過程對結果影響進行了分析,說明在該反應中水合肼促進了銅自身的結晶,不利于形貌的保持。對反應過程中Na BH4的影響和作用進行了研究,結果表明,過量的Na BH4加快了Te納米棒的溶解,不利于化學轉化反應中形貌的穩(wěn)定。2.在油相中,利用油相溶劑和表面活性劑的作用,采用低溫溶劑熱法制備了Cu1.75Te和Cu7Te5兩種不同形貌的碲化亞銅基半導體材料。對于Cu1.75Te納米棒和Cu7Te5納米立方塊,十二烷基硫醇(DDT)調控其實現(xiàn)尺寸、自組裝的關鍵因素。采用TEM,HRTEM和XRD對材料形貌、結構進行表征。采用UV-Vis-NIR吸收光譜測試和光熱轉化測試,證明了Cu1.75Te納米棒對近紅外區(qū)光的吸收比Cu7Te5納米立方塊的吸收強,光熱轉化效率更高。3.對比了所合成的三種碲化亞銅基半導體納米晶的光熱轉化性能,說明Cu2-x Te納米棒優(yōu)于Cu1.75Te納米棒,Cu1.75Te納米棒優(yōu)于Cu7Te5納米立方塊。對三種碲化亞銅半導體納米晶的成膜進行了對比,Cu7Te5納米立方塊可以形成致密均勻薄膜。
[Abstract]:Cuprous telluride based semiconductor nanocrystals have good particle conductivity, thermoelectric properties and near infrared region (NIR) local surface plasmon resonance (LSPRR) effect, which have a wide application prospect in photovoltaic and photothermal therapy and other fields. Therefore, for cuprous telluride semiconductor nanomaterials, simple preparation methods and controllable properties are particularly important in production and practice. In this paper, three kinds of cuprous telluride semiconductor nanomaterials with different stoichiometric ratios of Cu2-x Teo Cu1.75TeCu7Te5) have been successfully prepared by using two different synthetic mechanisms of water phase and oil phase, and the preparation process has been analyzed. The LSPR effect in the near infrared region is also studied. The main contents and research results are as follows: 1. In aqueous phase, the uniform size Te nanowires / rods were transformed into Cu2-x Te nanorods by low-temperature solvothermal method. The nanorods of Cu2-x Te were characterized by TEM-HRTEM-SEMX XRD. UV-Vis-NIR absorption spectra and photothermal transformation tests show that it has a good absorption in the near infrared region. In addition, the effect of the reaction process on the results is analyzed, which indicates that hydrazine hydrate promotes the crystallization of copper itself, which is not conducive to the preservation of morphology. The effect and action of NaBH4 during the reaction were studied. The results show that excessive NaBH4 accelerates the dissolution of Te nanorods, which is not conducive to the stability of morphology in chemical conversion reaction. Cu1.75Te and Cu7Te5 semiconductor materials with different morphologies were prepared by low temperature solvothermal method. For Cu1.75Te nanorods and Cu7Te5 nanorods, dodecyl mercaptan (DDT) is the key factor to control the size and self-assembly of Cu1.75Te nanorods and Cu7Te5 nanorods. The morphology and structure of the materials were characterized by TEM and XRD. UV-Vis-NIR absorption spectra and photothermal conversion tests show that Cu 1.75Te nanorods absorb more light in the near infrared region than Cu7Te5 nanocrystals, and the photothermal conversion efficiency is higher than that of Cu7Te5 nanocrystals. The photothermal conversion efficiency of Cu1.75Te nanorods is higher than that of Cu7Te5 nanocrystals. The photothermal conversion properties of three kinds of cuprous telluride semiconductor nanocrystals were compared. The results show that Cu2-xTe nanorods are superior to Cu1.75Te nanorods and Cu1.75Te nanorods are superior to Cu7Te5 nanorods. The film formation of three kinds of cuprous telluride semiconductor nanocrystalline was compared.
【學位授予單位】:北京理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:O614.121;TB383.1
【共引文獻】
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,本文編號:2004939
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