氮化铟及氧化铟纳米结构的制备及其表征

论文摘要

本论文利用化学气相沉积法,合成了多种形貌的半导体氮化铟（InN）纳米结构,并通过进一步加热氧化后得到了氧化铟（In2O3）纳米结构,对所得产物的结构、形貌及物性进行了表征。本文的主要研究内容包括:1.以氧化铟（In2O3）粉末为铟源,氨气（NH3）作氮源,合成出了不同形貌的InN纳米结构。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微术（SEM）、X射线能量色散谱（EDS）、透射电子显微术（TEM）、光致发光谱（PL）等对产物进行了表征。结果表明得到的产物为纤锌矿结构InN,有纳米线、纳米带、纳米管、纳米颗粒等形貌。对产物的发光性质进行了研究。2.将不同形貌的InN纳米结构进行氧化,得到了In2O3纳米颗粒、纳米线、纳米带、纳米管等纳米结构。气敏性质测试显示,与原料氧化铟粉末相比较,这些In2O3纳米结构的气敏性能都得到了不同程度的提升,以In2O3纳米颗粒气敏性能最好。微结构分析表明,转化所得到的In2O3颗粒尺寸变小,比表面积增加,使气敏性能得到提升。对In2O3纳米结构及原料In2O3粉末作了电化学性质分析,发现经过转化后的In2O3纳米颗粒、纳米线、纳米带等首次放电容量明显提升,这与比表面积增加有关。论文还研究了不同形貌的In2O3纳米结构及原料氧化铟的光致发光性质,分析表明,导致In2O3发光的因素包括带边发射、深能级发射、氧缺陷以及杂质的存在。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料的定义以及分类
• 1.2 纳米材料的几种效应
• 1.2.1 量子尺寸效应
• 1.2.2 小尺寸效应
• 1.2.3 表面效应
• 1.2.4 宏观量子隧道效应
• 1.3 纳米材料的制备方法
• 1.3.1 化学气相沉积
• 1.3.2 水热、溶剂热法
• 1.3.3 分子束外延法
• 1.3.4 溶胶‐凝胶法
• 2O₃的研究现状及本文研究目标'>1.4 InN 与In₂O₃的研究现状及本文研究目标
• 参考文献
• 第二章 不同形貌氮化铟纳米结构的合成及其表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验条件
• 2.2.2 样品测试条件
• 2.3 氮化铟纳米线的合成及表征
• 2.4 氮化铟纳米带的合成及表征
• 2.5 氮化铟纳米管的合成及表征
• 2.6 氮化铟纳米颗粒的合成及表征
• 2.7 氮化铟的发光性质
• 2.8 本章小结
• 参考文献
• 第三章 不同形貌的氧化铟的合成、表征及其气敏、电化学性质
• 3.1 引言
• 3.2 不同形貌的氧化铟的合成
• 3.2.1 合成条件
• 3.2.2 样品测试条件
• 3.3 氧化铟的物相、形貌及结构表征
• 3.4 不同形貌氧化铟的气敏性质
• 3.4.1 测试条件
• 3.4.2 不同形貌氧化铟的气敏性能
• 3.5 不同形貌的氧化铟的光学性质
• 3.6 氧化铟的电化学性质研究
• 3.7 本章小结
• 参考文献
• 第四章 工作总结以及展望
• 4.1 工作总结
• 4.2 问题与展望
• 在读期间发表论文
• 致谢