水热法合成Bi_2Se_3-Sb_2Se_3纳米复合材料及性能研究

【摘要】硒化铋和硒化锑是ⅤA-ⅥA族两种典型的直接带隙化合物半导体材料，其性能稳定、对环境无污染、具有良好的光电转换性能，在热电冷凝器件、光电子器件、光催化和光信息储存等领域都有广泛的应用前景而倍受人们关注。纳米半导体材料具有优异的光电、磁学和电学等性质，一直是人们关注的热点。探索适合的方法制备尺寸可控的Bi2Se3-Sb2Se3纳米复合材料可极大的拓宽这两种材料的应用空间，具有重大的研究意义。本论文采用水热法合成技术，在较低温度下成功一步合成Bi2Se3-Sb2Se3纳米复合粉体，再通过热压烧结，研究组分对光学性能以及电学性能的影响。第一部分主要研究水热法一步合成Bi2Se3-Sb2Se3纳米复合粉体材料，用XRD、EDS和SEM等仪器对产品的晶型、组成和形貌进行了分析。主要研究还原剂、络合物、有机溶剂、pH值、反应时间以及温度等对水热制备Bi2Se3-Sb2Se3纳米复合粉体的晶型、组成以及形貌的影响。主要研究了一下几个方面：（1）在不添加任何添加剂的条件下探索还原剂对合成实验的影响以及对其合成机理进行分析，实验表明在利用硼氢化钠为还原剂的条件下能够实现一步合成结晶良好的Bi2Se3-Sb2Se3复合材料。（2）研究添加剂对结晶以及形貌的影响，表示在采用EDTA-二钠为络合剂、以丙三醇和水以体积比1:3混合作为溶剂的条件下可以合成尺寸在100-200nm的复合粉体。（3）研究pH值对合成实验的影响，结果表示pH值越大合成粉末的结晶情况越好，特征形状表现得越完整，但是会出现颗粒长大的情况，当pH值等于9时能够获得形貌完整、结晶较好、分散均匀的纳米复合粉体。（4）最后考察了温度和时间的影响。温度达到180℃以后对结晶情况的影响不大，温度越高颗粒越大。反应时间越久结晶越完整，但是时间过长会出现颗粒吞并现象使颗粒迅速长大。第二部分先通过热压烧结法使Bi2Se3-Sb2Se3纳米复合粉体材料形成硒化锑铋固溶体，通过调节Bi和Sb之间的比例来研究组分的变化对BixSb2-xSe3光学性能以及电学性能的影响。利用红外漫反射能谱研究禁带宽度的变化，结果表示Bi2Se3理论禁带宽度是0.35eV，Sb2Se3理论禁带宽度是1.0eV，将尺寸降到纳米级后，Bi2Se3禁带宽度增加到0.52eV，Sb2Se3禁带宽度增加到1.3eV。BixSb2-xSe3的禁带宽度随着x的增大从0.52eV到1.3eV有序增加；电容-电压测试以及线性伏安测试结果表示：随着x的变化，导电类型发生转变，纯净材料Bi2Se3和Sb2Se3都是n型半导体材料，但当x为0.34、0.68、1和1.34时BixSb2-xSe3表现出p型材料的光电性质，当x等于1.68时，BixSb2-xSe3表现出n型材料的光电性质；四探针测试结果显示导电性能随着x的改变也得到相应的改善。
【作者】汪琼；
【导师】席珍强；
【作者基本信息】浙江理工大学，材料物理与化学，2014，硕士
【关键词】水热法；Bi2Se3-Sb2Se3；纳米复合粉体；光学性能；电学性能；

【参考文献】
[1]刘舒畅.义务教育地理课程标准的变化及其课程实践研究[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[2]伍连敏.混凝土板及梁柱节点碳纤维加固研究[D].浙江大学,结构工程,2004,硕士.
[3]代振.基于ArcGIS的重庆市休闲度假地产布局优化研究[D].西南大学,地图学与地理信息系统,2014,硕士.
[4]商玮,章剑林.客户关系管理系统的设计及关键技术探讨[J].计算机应用研究,2003,10:53-56.
[5]金鑫.关于中国传统山水画中意境的解析[D].南京师范大学,中国画,2012,硕士.
[6]蒋玮.有机产品进口管理体系的比较研究[D].南京师范大学,环境地理学,2012,硕士.
[7]姚行之.从出入境管理看中国双重国籍处理制度[D].宁波大学,国际法（专业学位）,2014,硕士.
[8]李冰.论我国间接代理制度的设置[D].吉林大学,法律,2004,硕士.
[9]赵丽.海南森林落叶层蜘蛛的分类研究（蜘蛛目：卵形蛛科，拟平腹蛛科）[D].沈阳师范大学,动物学,2014,硕士.
[10]张智勇.核桃EST-SSR引物开发及其在喙核桃保育遗传学中的应用[D].北京林业大学,林木遗传育种,2013,硕士.
[11]陈雯.基于多模谐振器的微带多频滤波器设计[D].南京航空航天大学,电磁场与微波技术,2012,硕士.
[12]方阳春,金惠红.包容型领导风格对高校科研团队绩效影响的实证研究[J].技术经济,2014,04:53-57.
[13]程载斌.利用超声导波进行管道裂纹检测的数值模拟和实验研究[D].太原理工大学,固体力学,2004,硕士.
[14]洪璐.我国住房金融制度建设理论与实务问题研究[D].西南交通大学,工商管理,2003,硕士.
[15]毛羽丰.政府债务与央行独立性研究[D].贵州财经大学,金融学,2013,硕士.
[16]覃建.不同类型助视器在视力残疾学龄儿童康复中的应用研究[D].郑州大学,眼科学（专业学位）,2013,硕士.
[17]韦东方.面向企业整体解决方案的仿人智能型管理系统的研究与应用[D].南京理工大学,2005.
[18]张乾坤.高速宽带数字接收与恢复系统设计[D].西安电子科技大学,电路与系统,2012,硕士.
[19]张小芳.破产法上的自动冻结制度研究[D].河南大学,诉讼法学,2004,硕士.
[20]钱丹.基于GIS的农作物溯源系统研究与开发[D].南京农业大学,农业信息化,2013,硕士.
[21]董娜.β-折叠抗菌肽的分子设计、生物学活性及抑菌机理研究[D].东北农业大学,动物营养与饲料科学,2013,博士.
[22]石峻玮.解析美国动画电影中的中国背景元素[D].吉林大学,设计艺术学,2013,硕士.
[23]吕绍晨.基于用户行为的微博信息传播模型研究[D].华中科技大学,计算技术,2013,硕士.
[24]杨丽娴.当前大学生学习倦怠状况及其与专业承诺关系的研究[D].福建师范大学,发展与教育心理学,2004,硕士.
[25]初少萌.热处理与形变对铝铈合金高温内耗影响的研究[D].沈阳理工大学,材料加工工程,2012,硕士.
[26]张晓丹.高校竞争力与大学专业评价研究[D].武汉大学,2004.
[27]刘锡洋.双向SUPER BOOST变换器的设计与研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[28]丁攀.电子节温器的设计与控制策略研究[D].沈阳理工大学,车辆工程,2013,硕士.
[29]束方钱.基于ARM平台的多功能工业气体制造监控系统的研究与应用[D].南京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[30]郝世武.载重轮胎滚动阻力及稳态滚动温度场研究[D].华南理工大学,车辆工程,2012,硕士.
[31]吴杰.基于VHDL的故障注入工具的研究与实现[D].哈尔滨工业大学,计算机技术,2013,硕士.
[32]郭海洋.GPS基线解算和质量控制[J].石油地球物理勘探,2001,06:11-10+9-8+7-6+5-4+3-0.
[33]付鹏.“小产权房”解决路径的法经济学分析[D].华中科技大学,法律,2013,硕士.
[34]尤俊杰.全日制专业学位硕士研究生职业生涯规划教育探究[D].上海交通大学,马克思主义理论,2014,硕士.
[35]骆钦华,骆英.中国杆秤的发展演变——《漫话杆秤》之四[J].中国计量.2005(04)
[36]王复晓.常州武进水产养殖场富营养化水人工湿地法治理技术探讨[D].扬州大学,水生生物学,2012,硕士.
[37]吕志海.不同种源白花泡桐幼林期生长特性研究[D].中南林业科技大学,林业,2013,硕士.
[38]关静,张晓斌,张金凤.随机机会约束的机型指派模型及算法[J].山东大学学报(理学版),2015,03:.
[39]张晨.京津金融一体化的实施基础、制约因素及发展路径研究[D].首都经济贸易大学,金融学,2014,硕士.
[40]邢辰.地下停车场综合信息监控软件设计[D].北方工业大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[41]王晓飞.氟康唑和小檗碱的真菌胞内含量及协同抗耐药机制研究[D].福建中医药大学,中药学,2013,硕士.
[42]赵芹.高中化学新手型教师与经验型教师学科教学知识对比研究[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[43]刘杨.不同物性氧化铈制备机理的研究[D].内蒙古科技大学,材料工程,2014,硕士.
[44]刘娟.涉“羊”文化词语研究[D].湖北师范学院,汉语言文字学,2013,硕士.
[45]洪俊.基于光纤光栅的钻机钻头附近温度场测试技术[D].合肥工业大学,光电信息工程,2014,硕士.
[46]张小昂.输出假说中的注意功能在高中定语从句中的应用研究[D].渤海大学,课程与教学论,2014,硕士.
[47]罗朝春,涂光瑜,罗毅,吴军,娄素华.电力市场日前交易计划的分布式协同算法[J].电力系统自动化,2005,11:6-9+52.
[48]陈国华.手性药物分子结构表征及定量构效关系研究[D].重庆大学,2010.
[49]柳宇航.80V/60A 1200W恒功率开关电源的设计[D].北京交通大学,电气工程（专业学位）,2013,硕士.
[50]管然浩.鄂尔多斯地块北部岩石圈电性结构研究[D].中国地质大学（北京）,地球探测与信息技术,2013,硕士.