过渡金属氧属纳米半导体材料的液相合成、性能及其潜在应用研究.pdf

University ofScience and Technology ofChina Adissertation fordoctor’Sdegree 圄 CHALCOGENlDE NANO-SEMlCONDUCTORS: LIQUID PHASE SYNTHESlS. CHARACTERISTICS&, POTETIAL APPLICATIONS Author’S Namc speciality: Supervisor: Finished time: MeiFeng Nano Chemistry Yu May,2012 中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名: 冯姆签字日期:一2曼丛盟中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥.+有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口公开口保密(——年) 作者签名:: 签字日期:一塑f皇:签:星签字目期:鲨丝:多:塞摘要摘要过渡金属氧属半导体纳米材料因普遍具有特殊的结构和及其卓越的物理化学性质,因而引起科研工作者越来越多的兴趣和关注。一维A92M03010" 纳米线与一维∥-AgV03纳米带,属于层状过渡金属氧化物半导体材料。,在可见光区域具有强烈的吸收峰。通过光辐射的诱导作用,表面结构的改变导致材料具有可调控的光学性能,如发光、光催化活性及表面增强拉曼性能。两种纳米材料的层状结构中具有可以自由移动的银离子,所以具有一定的导电性,从而在微电子、纳米电子器件上具有潜在的应用价值。此外,这些氧化物材料具有优越的抗菌性和气敏性,因而可以用于食品产业中。另外所研究的半导体纳米材料是模拟生物磁小体的水溶性磁性Fe3S4纳米复合颗粒。它能够存在于自然界中,但通常情况下只能由藏身于海底或者湖底的趋磁细菌在无氧条件下合成。文中介绍了一种简单的液相合成方式,大量合成出具有磁性的Fe3S4纳米复合材料(Fe3S4 MNCs)。,O-环糊精(p-CD)和聚乙二醇(PEG)的加入使得材料具有很好的水溶性、稳定性和生物相容性:而这些性质使得该材料在纳米生物生物技术领域具有很好的应用前景。此外,作为硫铁化合物的一个衍生物半导体材料,,也越来越引起科研工作者的兴趣。这种材料具有特殊的“三明治”层状结构,且随着掺杂的有机物的变化,形貌与结构均发生微小变化。具体内容主要包括以下几个方面:1、利用简单的水热方法制得大量的超长三钼酸银(A92M030lo")纳米线,并对其表征,探索出其具有的潜在的应用价值。通过对纳米线的热重和差热数据以及在不同温度下的物相收集,得到纳米线的热稳定性研究;再通过对其进行光辐射处理,得到此纳米线的光稳定性研究。但是,不管利用何种手段,大量的银都会从纳米线的骨架上原位析出。因此对此纳米线进行光辐射处理,并根据其光辐射前后所具有的独特性质,证明光辐射是可以导致材料物理化学性质发生变化的一种很有效的手段;同时,研究此光处理前后的纳米线,它们的发光特性、在可见光区域的光催化活性、表面增强拉曼检测以及单根线的电学特性,使得材料具有很重要的应用价值。研究结果表明,这种超长的三钼酸银可用作光催化剂、发光检测材料、表面增强拉曼衬底,以及在微电子或微传感器上也具有潜在的应用前景。 2、利用一维单椰-AgV03纳米带和一维A92M030lo纳米线电学方面的独特性摘要质,将其做成纳米电子器件,我们研究了多种因素对此一维半导体材料电导行为的影响。此两种银系过渡金属氧化物,由于银离子在其结构中的特殊位置而使得整个半导体材料具有离子导电作用。通过对纳米线/纳米带场效应晶体管应用的研究分析,这两种银系氧化物均为P型半导体材料;通过选取导电性较好的钒酸银材料,讨论这种材料中能够影响其电学性质的一些因素,得到半导体材料根数、直径及光处理时间对其导电性具有很大的调控作用。结果表明此两种半导体在电子器件方面具有潜在的应用价值。 3、采用简单的溶剂热反应方式,制备了高产,水溶性很好的模拟生物磁小体Fe3S4纳米颗粒,并根据其良好的生物相容性研