錫氧化物半導體納米材料的合成、表征與性能研究

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1、原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律責任由本人承擔。論文作者簽名：翻澄乳日期：型!關于學位論文使用授權的聲明本人完全了解山東大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留或向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權山東大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采

2、用影印、縮印或其他復制手段保存論文和匯編本學位論文。(保密論文在解密后應遵守此規(guī)定)論文作者簽名：蠲殖釓導師簽名：邋日期：塑生!：竺山東犬掌博士學"rer論文中文摘要介于宏觀與微觀領域的介觀領域，近年來成為物理、化學、材料以及生物等學科的研究重點。由該領域獨立出來的納米體系(1～100nm)和建立在對它深入研究基礎上的納米科技

3、池、保護性涂層和對某些還原性氣體檢測的氣敏元件等領域表現(xiàn)出的潛在應用前景而日益引起研究者的關注。基于上述原因，本論文從對氧化錫納米體系的摻雜改性入手，創(chuàng)新的使用低溫氮化處理過程對該納米體系進行探討：結合高分子模板技術，在使用高分予模板法誘導合成低維或準一維氧化錫納米材料方面取得突破性進展，合成出具有奇異熒光特性的準一維Sn02納米體系。并且以實驗為依據提出了可能的合成、生長機理。其主要研究內容歸納如下：1．在對比配合物前軀體化學沉淀法和溶膠凝膠法制備氧化錫納米晶的基礎上，選擇了簡便易操作的溶膠～凝膠法合成了過渡金屬摻雜納米Sn02體系，并用X

4、RD、TEM／HRTEM、FTIR和uV-Vis等實驗技術對不同摻雜體系進行了表征，并就摻雜效應對各摻雜體系的最大吸收波長和光學帶隙能的影響進行了詳細討論。2．在本實驗室現(xiàn)有條件下，使用自制管式爐對納米Sn02體系在不同溫度進行了原位低溫氮化。TEM／HRTEM微結構分析表明氧化錫納米晶經高于200"(2原位氮化處理后，納米晶顆粒排布出現(xiàn)～定程度的取向連生；此外氮化過程還對原納米晶體系的光學性能產生了明顯影響。通過不同溫度氮化處理的氧化錫納米晶體系紅外和紫外特征光譜的對比分析，討論了氮化過程影響光學性能和微結構特征的可能機理。3．首次提出并設

5、計使用了合成準一維氧化錫半導體納米材料的新體系——高分子聚合物模板輔助溶劑熱方法誘導合成低維(準一維)納米半導體氧化物體系，首次制備出呈梳子齒狀分布排列的sn02納米棒簇。并且在XRD物相分析和結合TEM的SAED分析中首次證明在制各的納米棒簇中共同存在的四方金紅石相和面心立方山東大掌博士學位論文相氧化錫，在此基礎上發(fā)現(xiàn)并證明了面心立方相與四方相之間的轉化過程，討論了納米棒簇的成長機理。此外，對Sn02納米棒簇的室溫熒光光譜RTPL研究表明，該納米體系在300～800nm范圍內同時出現(xiàn)了紫、藍、綠、黃光的激發(fā)峰，對這一奇特現(xiàn)象進行了分析，并嘗

6、試對其發(fā)光機理進行了討論。總之，本文旨在在合成、制備不同尺寸、形貌和結構的納米材料體系的基礎上，通過對微結構表征和光學性能分析等手段，以期建立納米材料體系中不同形貌、微結構與特征光學性能的對應關系，從而真正實現(xiàn)納米材料在功能器件領域的實際應用。關鍵詞：錫氧化物；納米材料；合成：表征；性能研究山東大掌博士學位論文AbstractNowadays，thestudiesbetweenmicrocosmicandmacroscopicalscopeshavecaughtmoreandmoreintensionsoftheresearchersofph

7、ysics，chemistry,materialsandbiology．Theoano—systemsseparatedfromthisfieldthenano—scienceandtechnology(Nano—STlbasedonthelucubratedresearchofflano—systemsaregoingtobecomethecenterofnaturalsciencestudythiscentury．Thestudyofsynthesisandpropertyofnano—materialhasalreadycomeinto

8、anewstage．Amongthesestudies，researchesOfftransparenttinoxidesemiconductornano—mate