论文部分内容阅读
一维纳米材料如:纳米线、纳米棒、纳米带、纳米管等,近些年来引起人们的浓厚研究兴趣不仅是由于其低维度和量子限制效应等特性导致的独特的电学和光学特性,还有另外一个重要原因是因为他们在介观物理和纳米器件上有独特的应用前景。同时,一维纳米材料还有许多应用领域,例如:可以用做纳米电子器件的内部连接材料和功能单元,以及可以作为功能纳米材料和新型探测显微镜的探头等。在本文中,我们以一维氧化铟纳米线为研究对象,开展了以下几个方面的研究工作:
第一,利用热蒸发法,通过VLS机理,以锑化铟粉末为蒸发源,通过控制不同的反应条件,成功在低温条件下合成了高质量的单晶In2O3纳米线,相较于传统合成方法中合成温度须在1000℃左右,此种方法可以将温度降低到400℃-450℃。同时利用SEM,TEM,EDS,HRTEM,同步辐射XRD等方法表征了合成的In2O3纳米线的形貌和晶体结构。研究结构显示,用低温合成的单晶In2O3纳米线的沿着[100]方向生长,直径约为40nm,长度在十几个微米,而且In2O3纳米线密度大。
第二,研究了合成的单晶氧化铟纳米线的电子结构。利用同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)谱学研究了高质量的单晶氧化铟纳米线电子结构和局部结构。XAFS研究结果显示,相较于In2O3块体材料,In的5p电子倾向于向O的轨道靠近,从而形成了更强的In-O键。
第三,研究了合成的单晶氧化铟纳米线的电学和光学性质。发现单晶氧化铟纳米线具有不同的电学性质,而PL谱学显示In2O3纳米线在380nm,465nm,530nm三处有PL峰,特别是紫外波段有很强的发光性质。