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准一维纳米材料是研究电子传输行为、光学特性和力学机械性能等物理性质的尺寸和维度效应的理想系统。它们将在构筑纳米电子和光电子器件等集成电路和功能性元件的进程中充当非常重要的角色。本文以硫属化合物为研究对象,旨在探索气相法中制备准一维纳米材料的新方法,努力实现特定纳米材料的可控生长,并研究其生长机理和相关的光学性质,主要研究内容如下:
1.通过分步调节炉膛的压力进而调节体系原料蒸汽压的方法,制备了锥状的ZnS纳米结构,并对其生长机理和发光性能进行了研究。
2.利用金属有机化学气相沉积过程中热解混合前驱体(二乙基二硫代氨基甲酸锌盐和镉盐)的路线,制备了单晶的“之”状和梳状的ZnxCd1-xS的三元体系的纳米结构;将多孔模板引入到气相沉积体系中,通过简单调控原料中不同组份的相对含量,合成了具有不同掺杂比例的ZnxCd1-xS的纳米管;利用两步的金属有机化学气相沉积技术,通过调节衬底与原料之间的距离,构筑了一系列渐变的CdS纳米棒准阵列结构,并系统研究了其受激发射行为。
3.将半导体纳晶作为催化剂和成核剂引入到气相沉积体系中,制备了尺寸可调的ZnS四臂棒结构、火箭状的CdS四臂棒结构、形貌可调的ZnSe纳米结构、SiO2纳米管和ZnS/SiO2的核壳纳米线结构,研究了不同结构纳米材料的阴极射线发光性能,并通过改变实验条件,系统地研究了其形貌的演化规律,从纳米材料生长的热力学和动力学角度解释了其生长机理。
4.采用In2Se3和石墨为原料,通过控制实验参数制备了不同形貌的In2Se3纳米结构,并系统研究了衬底温度、原料温度、组份对纳米材料形貌和结构的影响。