碲化亚铜基半导体纳米晶的调控合成及其性能研究.pdf

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1、碲化亚铜基半导体纳米晶的调控合成及其性能研究周远敏2015年6月中图分类号：UDC分类号：碲化亚铜基半导体纳米晶的调控合成及其性能研究作者姓名周远敏学院名称材料学院指导教师曹传宝教授答辩委员会主席邢长民高级工程师申请学位工学硕士学科专业材料工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月8日CuprousTellurideBasedSemiconductorNanocrystals:ControlledSynthesisandPropertiesResearchCandidateName:YuanminZhouSchoolorDepar

2、tment:MaterialScienceandEngineeringFacultyMentor:Prof.ChuanbaoCaoChair,ThesisCommittee:Prof.ChangminXingDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:MaterialEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June8，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果

3、。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要碲化亚铜基半导体纳米晶具有良好的粒子导电性，热电性和近红外区域（NIR）的局域表面等离子体共振效应（LSPR），在光伏和光热治疗等领域有着广阔的应用前景。因此，对于碲化亚铜基半导体纳米材料，简单的制备方法和可控的性能在生产和实践中尤为重要。本文分别

4、采用水相和油相两种不同的合成机制成功的制备出三种具有不同计量比（Cu2-xTe，Cu1.75Te，Cu7Te5）的碲化亚铜基半导体纳米材料，对制备过程进行了分析，并对其近红外区的LSPR效应进行了研究。主要内容及研究成果如下：1.在水相中，采用低温溶剂热的方法，将尺寸均一的Te纳米线/棒转化为Cu2-xTe的纳米棒。采用TEM，HRTEM，SEM，XRD对Cu2-xTe的纳米棒进行了表征。通过UV-Vis-NIR吸收光谱测试和光热转化测试，证明其在近红外光区域有很好的吸收。另外，我们对反应过程对结果影响进行了分析，说明在该反应中水合肼促进了铜

5、自身的结晶，不利于形貌的保持。对反应过程中NaBH4的影响和作用进行了研究，结果表明，过量的NaBH4加快了Te纳米棒的溶解，不利于化学转化反应中形貌的稳定。2.在油相中，利用油相溶剂和表面活性剂的作用，采用低温溶剂热法制备了Cu1.75Te和Cu7Te5两种不同形貌的碲化亚铜基半导体材料。对于Cu1.75Te纳米棒和Cu7Te5纳米立方块，十二烷基硫醇（DDT）调控其实现尺寸、自组装的关键因素。采用TEM，HRTEM和XRD对材料形貌、结构进行表征。采用UV-Vis-NIR吸收光谱测试和光热转化测试，证明了Cu1.75Te纳米棒对近红外区光

6、的吸收比Cu7Te5纳米立方块的吸收强，光热转化效率更高。3.对比了所合成的三种碲化亚铜基半导体纳米晶的光热转化性能，说明Cu2-xTe纳米棒优于Cu1.75Te纳米棒，Cu1.75Te纳米棒优于Cu7Te5纳米立方块。对三种碲化亚铜半导体纳米晶的成膜进行了对比，Cu7Te5纳米立方块可以形成致密均匀薄膜。关键词：半导体纳米晶；碲化亚铜；合成；近红外区的表面等离子体共振效应；光热转化I北京理工大学硕士学位论文AbstractCuprousTellurideBasedsemiconductornanocrystalshavebeenextens

7、ivelyinvestigatedfortheirapplicationsinphotovoltaicandphotothermal.Fortheirgoodionicconductivity,thermoelectric,andnearinfrared(NIR)localizedsurfaceplasmonresonance(LSPR)effects.Forindustrialapplications，easy-syntheticrouteandwell-controlledpropertiesofCuprousTellurideBased

8、semiconductornanocrystalsarecritical.Inthiswork,wesynthesizedthreekindsofCuprousTe