论文部分内容阅读
纳米材料是一门新兴的科学,纳米结构材料是其中一类奇特的材料,具有非常奇特的结构和性质,存在非常广泛的应用前景。电沉积法是制备材料的一种新兴的方法,模板技术在制备纳米结构材料时具有许多其它技术不可比拟的优点。 本论文首先对模板——纳米孔阵列阳极氧化铝膜(AAM)的制备、结构和光学性质进行了比较详细的研究,然后研究了CdSe薄膜的电沉积法制备及沉积机理,最后结合模板技术和电沉积法各自的特点,首次以纳米孔阵列AAM为模板,用模板-电沉积新方法制备出CdSe纳米线阵列,并对其进行了较为详细的表征。主要研究程果和结论如下: (1)在硫酸、草酸和磷酸电解液中,在不同的阳极氧化条件下制备出具有不同大小、密度、深度和纵横比的纳米孔阵列AAM模板。研究了铝片阳极氧化过程中电解液种类、电解液温度、阳极氧化电压、阳极氧化时间以及扩孔时间等对制备的纳米孔阵列AAM中孔的大小、密度、深度和纵横比的影响关系,从理论和实验上为制备可人为控制质量的纳米孔阵列AAM提供了依据。 (2)用SEM、AFM和TEM等分析方法对AAM的形貌进行了表征,结果表明:制得的AAM中含有大小均匀一致、排列规整、密度较大的纳米孔阵列,为模板-电沉积法制备CdSe纳米线阵列奠定了良好的基础。 (3)通过对纳米孔阵列AAM的紫外-可见光吸收谱和光致发光特性曲线的测试分析,为研究以纳米孔阵列AAM做模板制备的CdSe纳米线阵列/AAM复合物、CdSe纳米线阵列以及CdSe纳米线的光学性质奠定了基础。紫外-可见四少11大学博士学位论文光吸收谱表明,纳米孔阵列AAM本身在整个可见光范围都是透明的,非常有利于研究半导体/AAM、金属/AAM等组装体系的光吸收特性。从光致发光特性曲线发现,纳米孔阵列AAM在400一600nm之间有一个蓝色发光带,该发光带来源于单离子氧空位。 (4)分别以HZseo3和seso32一为硒源,用电沉积法制备了edse薄膜。采用EDS和XPS两种分析方法对Cdse薄膜的组成进行了表征,得到了阴极电位值(vs.seE)和电解液浓度对edse薄膜组成的影响关系,为以HZseo3和seso32-为硒源,用模板一电沉积法制备Cdse纳米线阵列提供了实验依据和理论基础。 (5)分别以HZseo3和seso32一为硒源,用模板一电沉积法在纳米孔阵列AAM模板中制备出Cdse纳米线阵列/A AM复合物,然后溶解掉纳米孔阵列AAM,宁})IJ得了Cdse纳米线阵列和Cdse纳米线。用SEM、TEM、EDS、XPS和XRD等分析方法对Cdse纳米线阵列的形貌、组成和结构进行了表征。结果表明:Cdse纳米线阵列/AAM复合物中含有Cdse纳米线,且这些纳米线大小一致、密度较大、规整排列成阵列。 (6)对Cdse纳米线阵列/A AM复合物的紫外一可见光吸收谱、光致发光谱和拉曼散射谱进行了测试分析,结果表明:紫外一可见光吸收谱中,复合物在720nm左右出现一个吸收边,此吸收边对应于Cdse纳米线的带隙;光致发光谱中有峰位分别为36Onnl、380nm和41Onln的三个发光带,这些发光带可能来源于Cdse纳米线或Cdse纳米线阵列或Cdse与AAM之间的界面;拉曼散射谱中有峰位为302cm一’和604 cm一’的散射峰,分别对应于CdS。的第一和第二横向光声子模。