宽带隙调控半导体纳米线的生长和光学表征

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带隙作为半导体材料的重要参数之一，直接决定材料的吸收和发光光谱。通过进行带隙调控可以拓宽半导体纳米材料在光电子器件中的应用，实现更多新的功能。本文提出两种生长单根带隙梯度过渡半导体纳米线的方法，实现了对单根纳米线的宽带隙调控。
　　本文第一部分提出了在气-液-固(VLS)生长过程中引入移动源的方法，首次成功制备了单根带隙梯度过渡的硫硒化镉纳米线。该纳米线的直径范围从100nm到1000 nm，长度可以到500μm，组分从一端为纯硫化镉渐变到另一端纯硒化镉，对应的带隙(荧光波长)从2.44 eV(507 nm，绿光)渐变到1.74 eV(710nm，红光)。透射电镜数据表明，该纳米线具有非常好的结晶质量，而且晶格间距沿长度方向梯度过渡。
　　在第一部分工作获得成功的基础上，本文第二部分进一步提出了在VLS过程中移动衬底的新方法，成功合成了单根超宽带隙梯度过渡的硫硒化镉锌纳米线。该纳米线的直径约为100 nm，长度可以到30μm，晶格间距也是沿长度方向梯度过渡，荧光光谱可以从紫外渐变到红色，覆盖整个可见光谱。而且，该纳米线整体的发光颜色可通过调节纳米线上红、绿、蓝三色的强度比例来改变，在合适的三色比例下，单根线发出的光在远场呈现白光。
　　由于具有尺寸小、带隙覆盖范围宽、带隙可以分布在单根纳米线上等优点，上述带隙调控的纳米线在宽带光谱吸收、发光和高效率光伏转换等方面具有潜在的应用价值。

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作者
杨宗银;
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作者单位

浙江大学;

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授予单位浙江大学;
学科光学工程
授予学位硕士
导师姓名童利民;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类特种结构材料;
关键词
纳米线; 带隙调控; 硫硒化镉; 硫硒化镉锌; 光学表征;

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