SnO2納米結構的形貌與退火溫度及時間的關系研究.pdf

1、半導體材料是一類具有半導體性能、可用來制作半導體器件和集成電路的電子材料。尤其當半導體材料的尺度達到納米數(shù)量級時,此時的納米級半導體材料受到量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應、量子隧道效應等效應的影響會出現(xiàn),會出現(xiàn)許多特殊的物理特性,比如光學性能、光電轉換性能、光催化性能、氣敏特性等等,在光電子設備、電池、太陽能存儲等方面得到廣泛的應用。SnO2作為一種重要的寬帶半導體材料,已被廣泛應用于光電子和微電子領域中。
　　本文分別以Sn

2、粉為原料和SnO粉為原料,通過碳熱蒸發(fā)方式,運用CVD方法,在不同的退火溫度下選取不同的退火時間,成功制備出不同的SnO2納米結構,并通過掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、光致發(fā)光譜(PL)等測試手段對所制備的SnO2納米機構進行了表征,同時對其發(fā)光特性進行了探究,進而討論了SnO2納米機構的生長機制,對SnO2納米結構的形貌與退火溫度及時間的關系進行了探究,發(fā)現(xiàn)退火溫度和退火時間對SnO2納米結

3、構的形貌有著重要影響,因此可以通過選擇特定的退火溫度和退火時間實現(xiàn)對SnO2納米結構的可控生長,得到性能良好的納米結構。具體實驗內容如下所示:
　　(1)將Sn粉與碳粉混合,以Au為催化劑,在恒溫900℃,分別退火30min,60min,90min,120min,制備出不同的二氧化錫納米結構,用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)對SnO2納米結構的表面形貌、微觀結構進行表征和分析,探究不同退火時間對SnO

4、2納米結構的影響。
　　(2)將Sn粉與碳粉混合,以Au為催化劑,在恒溫1000℃,分別退火30min、60min、90min、120min,制備出不同的二氧化錫納米結構,用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)對SnO2納米結構進行表征,并通過光致發(fā)光譜(PL)對其發(fā)光特性進行了探究,發(fā)現(xiàn)397nm的發(fā)光峰是由結構缺陷或者發(fā)光中心如納米晶粒、缺陷造成的,585nm的發(fā)光峰是氧空位缺陷引起的,在以上基礎上對S

5、nO2納米結構的生長機制進行分析,發(fā)現(xiàn)其遵從VLS生長機制。
　　(3)將SnO粉與碳粉混合,以Au為催化劑,在恒溫900℃下,分別退火30min、60min、90min、120min,制備出不同的二氧化錫納米結構,用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)對SnO2納米結構進行表征。
　　(4)將SnO粉與碳粉混合,以Au為催化劑,在恒溫1000℃下,選取不同的退火時間,制備出不同的二氧化錫納米結構,用