纳米gap及其光功能复合材料的光学性质

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1、上海大学硕士学位论文摘要纳米GaP是一种重要的III-v族化合物半导体纳米材料，由于其不同于体材料的新颖的性质，特别是光学性质和在纳米光子学方面的潜在应用，使其在科学研究和技术应用上引起广泛的兴趣。本论文对用苯热法合成的纳米GaP材料的粉体和薄膜的光学性质进行较深入地研究，并制备纳米GaP／钒氧酞菁的无机／有机半导体复合薄膜，最后探讨此nano．GaPNOPc复合薄膜在太阳能电池方面的应用前景。纳米GaP粉体的表面声子模是用红外透射光谱研究的。其Fr6hlich模在实验中被观察到，模频率与理论计算相符。对表面声子模峰的频移、展宽和线型这些特性进行详细分析

2、。声子模特性的研究对于基于纳米GaP材料光电子器件的发展是一个很根本的问题。用ESR技术揭示纳米GaP粉体中本征点缺陷G翻的存在。纳米GaP粉体的IⅣ枷s光谱展现出其直接、间接跃迁的能带结构。其带隙发生蓝移，是由于纳米尺寸效应和其中Ga4缺陷的存在。纳米GaP粉体RS光谱中的TO和LO峰发生红移，归因子其中本征杂质或缺陷；RS和IR光谱都表现出SO声子模的振动情况，SO声子也源于纳米GaP粉体表面上的缺陷。因此，纳米GaP粉体中的本征缺陷对于其光学性质有着重要的影响。用辐射传输方程的不同方法探究纳米GaP粉体层的反射。用三种方法计算出反射层的日佤，结果发

3、现三流模型理论最接近Giovanelli给出的准确值。并且E撼曲线的形状与纳米GaP粉体吸收谱的测试结果是相符的，也展现出它的能带结构。因此，纳米GaP粉体的能隙在其反射现象中起着重要的作用，反射率数据可用于定量分析。从分散介质和分散剂两方面探讨纳米GaP粉体的分散行为。发现用DMF作为分散介质时纳米GaP粉体的分散效果超过众多分散剂的效果。从而得到分散效果较好的分散体系，并对该体系的IⅣ“s吸收与粉体的进行对比分析。用椭圆偏振法对纳米GaP薄膜进行研究，先建立恰当模型，采用有效介质近似，用DeltaPsi软件中给出的色散公式处理得出纳米GaP薄膜的光学

4、参量n和k值。另外，对纳米GaP薄膜透射光谱进行处理分析，用半导体薄膜的光学常数公式算出其吸收系数，进而采用Tauc法估算出纳米GaP薄膜的光学能隙。制备并表征VOPc粉末和nano．GaP／VOPc复合薄膜。研究VOPc薄膜和nano．GaP／VOPc复合薄膜的UV-vis吸收特性。计算出吸收系数后，用Tauc法，分别获得VOPc薄膜和nano．GaP／VOPc复合薄膜的光学能隙。最后，探讨无机／有机复合薄膜太阳能电池的原理和结构，指出nano．GaPNOPe杂化型体异质结复合薄膜在太阳能电池方面的应用前景。关键词：纳米GaP，粉体，薄膜，复合薄膜，光

5、学性质V上海大学硕：}学位论文ABSTRACTNano．GaPisallimportantgroupIII-Vcompoundsemiconductornanomaterial．andhasstimulatedconsiderableinterestinscientificresearchandtechnologicalapplicationsbecauseofitsnovelpropertieswhichaledifferentfromthoseofthecorrespondingbulkmaterial，especiallyowingtoitsric

6、hopticalpropertiesandimmensepotentialapplicationsinoptoelectronics．Inthisthesis，wetrytofurtherstudytheopticalpropertiesofthenano．GaPmaterialsynthesizedbybenzenethermalmethod，includingthoseofGaPnanoparticlesandtheGaPnanoparticlesfilm．Furthermore，wehavepreparedthenano．GaPⅣoPccompos

7、itefilms，whichbelongtoinorganic／organicsemiconductorscomposite,andprobedintotheirapplicationpossibilityinsolarcells．11圮SOmodeofGaPnanoparticlesisinvestigatedbyIRtransmissionspectroscopy．TheFr6hlichmodeofGaPnanopalticleshasbeenobservedinOUrexperiment．ofwhichthefrequencyagreeswimth

8、atofthetheoreticalcalculation．Thecharact