【摘 要】
:
硒化铋(Bi2Se3)纳米片是一种 AⅤ-BⅥ(A=Sb、Bi,B=S、Se、Te)型金属硫属化合物半导体材料,具有带隙可由原子层数调节、表面积大、能够与光发生强烈相互作用的优点,在光电、光催化、激光器、光热治疗、光自旋电子器件及热电、锂/钠电池、气体传感器等很多领域得到了应用,是近期的研究热点。本论文采用简单的溶剂热法,研究了 Bi2Se3纳米片材料的可控制备。实验选用乙二醇((CH2OH2)作
论文部分内容阅读
硒化铋(Bi2Se3)纳米片是一种 AⅤ-BⅥ(A=Sb、Bi,B=S、Se、Te)型金属硫属化合物半导体材料,具有带隙可由原子层数调节、表面积大、能够与光发生强烈相互作用的优点,在光电、光催化、激光器、光热治疗、光自旋电子器件及热电、锂/钠电池、气体传感器等很多领域得到了应用,是近期的研究热点。本论文采用简单的溶剂热法,研究了 Bi2Se3纳米片材料的可控制备。实验选用乙二醇((CH2OH2)作为溶剂、十六烷基三甲基溴化铵(C19H42BrN)作为分散剂、无机物二氧化硒(SeO2)作为硒源、三氯化铋(BiCl3)作为铋源、硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂进行材料合成。上述反应物制得的前驱液置于50mL的反应釜中,在200℃条件下进行反应,成功制备了 Bi2Se3纳米片。研究表明溶剂成分、硒源种类、加热时间等因素对纳米片的形成具有显著的影响:乙二醇作为溶剂,比水或水和乙二醇的混合物作为溶剂,更有利于较大尺寸纳米片的形成;SeO2作为硒源比Se粉或Na2SeO3作为硒源制备的Bi2Se3样品晶体结构更好;加热时间对纳米片厚度和横向尺寸具有明显的影响,加热时间太短,纳米片生长不完全,横向尺寸较小,晶体质量差,加热时间太长,会导致纳米片厚度过大。我们采用XRD、XPS、EDS、SEM、TEM、AFM等方法对样品进行了物相成分、晶体结构和形貌分析。表征结果显示,所制备的Bi2Se3纳米片属于六方晶系,晶格常数为 a=0.4140 nm,b=0.4140 nm,c=2.8636 nm,最薄 1.7 nm(接近双层Bi2Se3的厚度),最大横向尺寸32 μm,形状大多为六边形,表面光滑,边缘整齐,具有良好的晶体结构。样品纯度高,且实验具有良好的重复性,可大批量制备横向尺寸10 μm以上的Bi2Se3纳米片。吸收光谱测试结果显示,所制备的Bi2Se3纳米片在400-1800 nm的波长范围内均有强烈的吸收,具有制备可见光近红外探测器的潜力。在此基础上,我们采用光刻、金属蒸镀等半导体微纳工艺制备了 Bi2Se3纳米片光电导探测器结构并进行了光电性能测试。所制备的探测器结构金属电极线条整齐均匀,表面平整。器件对650nm和850nm激光均有明显的响应,I-V曲线表明Bi2Se3纳米片与电极之间为肖特基接触,在-1 V到1V的范围内,光电流随电压增大而明显增大。在一定范围内,器件开关比随电压增大而增大,超出范围后,开关比随电压增大而下降。对于650nm激光,在电压为0.6V、辐照度为2.87 W/cm2的条件下,器件开关比可达556。而在850 nm激光激发条件下,开关特性曲线显示,器件开启时间(上升时间)和关闭时间(下降时间)均为百毫秒量级。
其他文献
Ⅲ-Ⅴ族雪崩光电二极管(APDs),具有较高的增益和灵敏度,是短波红外领域重要的光电探测器之一,在长距离光纤通信、生物医学成像、激光雷达、单光子探测等方向具有广泛应用。研究发现,锑化物APD,特别是AlxIn1-xAsySb1-y数字合金锑化物APD,具有与Si相当甚至更低的k值以及更大的工作波长调控灵活性,能够实现更宽红外波段的探测和更好的性能,因此锑化物APD成为近期的研究热点。本文采用理论结
圆二色性(CD)作为最具代表性的手性效应之一,为分子手性的检测和表征提供了一种简单的方法。CD的增强和符号反转对于其在手性生物传感、手性开关和光学滤波等方面的实际应用具有重要意义。一直以来研究者利用构建各种纳米结构来实现圆二色性的幅值增强。本文提出并设计了一种新的准三维手性纳米结构,利用模板沉积技术的邻近效应仿真出该结构,通过光学仿真模拟研究了该结构几何参数改变时的手性特性及其变化原因,探究了该结
半导体光电分解水技术具有环境友好、操作简单等特点,是进行清洁能源开发应用的重要技术之一。在众多的半导体材料光电极中,ZnO具有成本低廉、无毒、化学稳定性好等优点,被认为是最具有应用前景的光电极材料之一。然而,ZnO的宽带隙局限了其对太阳光中可见光部分的利用,而且单一的ZnO材料内部的光生电子-空穴的高复合率,限制了其光电化学性能的提升。为了拓宽ZnO材料的光吸收范围,并降低光生电荷载流子的复合率,
近年来,恶性肿瘤已经成为威胁人类生命健康的几种重大疾病之一,具有生长快、易转移、难根治等特点。尽管人类对癌症的发生机制和治疗方法已经有了数十年的深入研究,然而日趋庞大的癌症新增病例和高居不下的死亡率依然对肿瘤治疗提出了巨大的挑战,因此,如何实现安全有效的抗肿瘤治疗是各国科研工作者们亟待解决的问题。迄今为止,传统治疗肿瘤的方法主要有:放射治疗、手术治疗和化疗。但是上述传统的治疗手段在应用中显示出许多
近年来,硅基液晶技术,由于其光学处理能力强、软件开发潜力巨大、性能稳定可靠等优点,得到了越来越多的重视和广泛研究。基于硅基液晶的空间光调制器在光信号处理领域得到了广泛应用。空间光调制器能够通过在其上加载灰度图像,输出经过调制的目标光束。因此,优化空间光调制器分束上的功率分配的计算方法,就能够促进在更广阔甚至更高精密级别的应用场景中使用硅基液晶空间光调制器。现如今,各种基于机器学习的智能技术已经得到
目前,世界能源危机日益严峻,光解水技术有望成为实现“碳中和”的有效途径。设计高性能半导体光阳极材料是光解水技术的关键基础,而提高光能利用效率和光生载流子分离效率是增强光阳极材料光电性能的重要途径。本论文基于半导体材料TiO2良好的光电性能,BaTiO3(BTO)的自发极化电场特性以及CdS在可见光范围内优异的光捕获能力,成功构筑了TiO2/BTO/CdS异质结构光阳极。利用CdS优异的可见光吸收能
当前半导体技术正朝着高集成度、高速度的方向发展。但由于集成度的增大,电路阻抗和能量损耗也随之加大。为了提高器件集成度和系统性能,人们把目光从电子转向了光子。光子作为信息的载体,具有许多电子无法比拟的优势:传播速度快、能耗低、抗干扰能力强以及更高的信息容量。全光半加器与全加器是光子集成系统中的重要单元器件,其功能为将多个输入通道的入射光束数值进行叠加,最终根据通过两个及以上输出端口的光束情况得出入射
进入21世纪以来,由于现有的电层交换技术在通信领域里所暴露出的带宽较窄,响应速度慢,功耗大等弊端日益凸显。为了摆脱电子瓶颈效应的束缚,构建以全光交换、多维复用、高光谱利用率超信道传输的全光网络(All OpticalNetwork)已经势在必行。近20余年来的研究与发展结果表明,基于硅基液晶的波长选择开关(Wavelength Selective Switch,WSS)具有强大的信号处理和波长选择
土地经营权流转制度存在着几大问题,第一是土地经营权的定性问题,如果将土地经营权定性为债权,那么采用债权的流转规则,反之,那么采用物权的流转规则;第二是登记与土地经营权定性的关系问题,这一问题从属于定性问题;第三是土地经营权流转规则的选择问题。关于定性问题,《农村土地承包法》虽然赋予了土地经营权在一定条件下的登记能力,但并不意味着经过登记的土地经营权必然具有物权地位。学界对土地经营权定性问题的讨论主