硒化铅薄膜和量子点的制备与表征

硒化铅薄膜和量子点的制备与表征

论文摘要

硒化铅是一种窄禁带宽度的Ⅳ-Ⅵ族半导体化合物,在红外探测领域有着广泛用途。由硒化铅薄膜制备的红外探测器具有质量高,灵敏度高等特点。硒化铅量子点具有很多特殊性能,有望拓宽硒化铅的应用领域。本文利用气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)法制备硒化铅薄膜,利用胶体法制备硒化铅量子点,并对得到的产物进行表征分析。制备并表征了硒化铅薄膜。以乙酰丙酮铅和硒化三辛基膦作为前驱体,以乙酰丙酮作为溶剂,使用AACVD法在300-500℃沉积温度下沉积90 min制得黑褐色薄膜。选择氮气作为保护和输运气体,氮气流量定为120ml/min。XRD分析表明,此薄膜为硒化铅多晶薄膜,具有立方晶体结构;SEM分析表明,在350-500℃沉积温度下,能够得到纳米结构组成的薄膜,其中400℃时薄膜由纳米塔状结构组成,而500℃时薄膜中出现横向尺寸更小的纳米棒;XRF分析表明,制得的硒化铅薄膜中铅与硒的元素摩尔比随沉积温度的上升逐渐降低,趋向于1;薄膜厚度随着温度变化很大,300℃时薄膜的厚度仅为53 nm,而500℃时薄膜厚度达到了4020 nm;在20-200℃温度范围内,薄膜的电阻率随着温度的上升而增加。红外光谱显示,在2.5-25μm的波长范围内,此薄膜对红外光具有两种机理的吸收过程。制备并表征了硒化铅量子点。以乙酰丙酮铅和硒化三辛基膦作为前驱体,以油酸作为包裹剂,以油酸或者油酸与二苯醚的混合溶液作为溶剂,在160-210℃温度下,反应10-30 min,制得硒化铅量子点。XRD分析显示,产物为具有立方结构的硒化铅材料。再从量子点XRD曲线出发,根据Scherrer公式,计算得到硒化铅量子点的颗粒大小在21.65-38.93 nm之间。反应温度越低,反应时间越短,包裹剂浓度越低,量子点的颗粒越小。TEM分析显示,产物出现两种形状,分别为正八面体形和球形。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 硒化铅薄膜介绍
  • 1.2 AACVD 薄膜制备方法介绍
  • 1.3 量子点介绍
  • 1.4 硒化铅量子点的研究现状以及应用
  • 1.5 论文选题
  • 2 AACVD 法沉积硒化铅薄膜
  • 2.1 制备过程
  • 2.2 表征方法
  • 2.3 薄膜晶体结构分析
  • 2.4 薄膜表面形貌和微观结构分析
  • 2.5 薄膜元素组分分析
  • 2.6 薄膜厚度的研究
  • 2.7 薄膜阻温特性研究
  • 2.8 薄膜红外光吸收特性研究
  • 3 胶体法制备硒化铅量子点
  • 3.1 实验过程
  • 3.2 表征方法
  • 3.3 反应温度对量子点晶体结构和大小的影响
  • 3.4 反应时间对于量子点晶体结构和大小的影响
  • 3.5 不同溶剂对于量子点大小的影响
  • 3.6 硒化铅量子点形状研究
  • 4 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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