论文部分内容阅读
本文采用溶剂热法制备CdS纳米材料,重点介绍了过渡族金属元素(Cu和Mn)的掺杂对CdS结构、形貌和光学性能的影响。具体工作主要包括:(1)利用溶剂热法合成了Cd0.925Cu0.075S的纳米结构,并对两个重要实验参数-反应温度和反应时间行了探究,发现在温度180℃、反应24h所得产物的结晶性良好,形貌呈直径约为50nm的纳米棒的团聚;所有的样品在350nm到500nm的波长范围内存在一个光吸收带,且180℃、24h所得样品的光吸收能力最强,禁带宽度最小;所得的样品分别在470nm和525nm附近有两个带边发射峰。(2)利用溶剂热法(温度180℃,反应24h)合成了Cd1-x CuxS(x=0,0.05,0.075和0.1)纳米结构,XRD表征发现,所得样品均为纯相的六方纤锌矿结构,Cu掺杂样品的结晶度更好;Cu预掺杂浓度为7.5%时所得样品形貌呈直径约为50nm的纳米棒的团聚;与纯的样品相比,Cu掺杂后的样品有更好的光吸收能力和更窄的禁带;此外,PL图还显示所得样品均有两个带边发射峰。(3)利用溶剂热法(温度180℃,反应24h)合成了Cd1-x MnxS纳米微晶,并对所得样品进行物相表征和光学性能研究,发现掺杂后样品的形貌较纯的样品有明显的改善,从不规则到规则;合成的CdS系列样品在PDF卡中对应的都是(JCPDS Card No.65-3414),均是纯相的六方纤锌矿结构;掺杂后样品的光吸收能力较纯的样品有所增强,但其禁带宽度基本不变;掺杂后样品的本征发射峰较纯的样品有明显的蓝移趋势,这可以归因于Mn2+的跃迁发射。通过对实验参数的正交分析,得出在本实验室条件下溶剂热合成Cu掺杂CdS纳米结构的最佳反应温度为180℃,最佳反应时间为24h,Cu掺杂CdS纳米微晶的最佳预掺杂浓度为7.5%。