本文主要研究内容
作者庄萃萃（2019）在《氮化硼纳米管的掺杂及其热电性能研究》一文中研究指出：氮化硼纳米管(BNNT)作为一种Ⅲ-Ⅴ族纳米材料,具有独特的物理和化学性质,成为近年来被广泛研究的纳米材料之一,除了具有优异的高温热稳定性、高化学稳定性等优点,研究表明BNNT具有较高的塞贝克系数、电学特性可调以及热导率小于碳纳米管热导率的特点,在纳电子、热电及复合材料等领域具有很大的应用前景。但BNNT作为宽禁带半导体,需要对其进行掺杂来调节电学特性,目前在掺杂方面存在工艺复杂及掺杂量不可调和产量低的问题;对BNNT及其复合材料的热电特性理论和实验研究均处于空白状态。因此,开展BNNT掺杂和热电性能的研究具有重要意义。为此本文围绕BNNT的热电特性进行相关的理论建模研究,在此基础上,利用掺杂方法调节BNNT薄膜的热电性能,对理论模型进行验证,并研究BNNT复合材料的热电性能。建立BNNT薄膜的热电理论模型,由于BNNT本身和纳米管间的接触结是组成薄膜的两个主要因素,分别考虑这两个因素对塞贝克系数和电导率的影响,最后综合分析接触结和BNNT本身对薄膜热电参数的贡献,研究了掺杂浓度对薄膜热电参数的影响。研究结果表明随着碳含量的增加,BNNT薄膜的塞贝克系数减小,电导率增大。在球磨法制备BNNT的基础上,研究了球磨法制备BNNT的生长机理,分析了催化剂浓度、反应气体流量、反应时间及反应温度对BNNT产量和形貌的影响。实验结果表明,催化剂比例主要影响BNNT的质量和产量,反应气体流量主要影响纳米管的形貌,对产量影响不明显;退火时间对纳米管的尺寸和形貌影响较小;退火温度主要影响纳米管的直径分布范围。采用热退火后处理法实现BNNTs的掺杂,研究工艺参数,例如掺杂源通入时间、退火温度、掺杂源种类等参数,对BNNTs形貌及掺杂量的影响。结果表明,热退火后处理掺杂法提高了掺杂效率和掺杂BNNTs的产量,可实现C、Si单独掺杂及C/Si共掺杂,可通过控制工艺参数,实现不同浓度的掺杂,通过多种元素掺杂验证方法的通用性,且通过电学特性研究发现掺杂后BNNT均表现为p型半导体。针对BNNT及其复合材料的热电特性研究仍处于空白状态的问题,本文研究BNNT薄膜及其复合材料的热电特性,分别以C掺杂和Si掺杂BNNT薄膜为研究对象,分析掺杂浓度对纳米管薄膜的热电参数的影响,通过实验验证BNNT薄膜热电理论模型的正确性。为了提高材料的热电性能,制备由BNNT与聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)构成的复合材料,并研究其热电性能。结果表明随着BNNTs含量的增加,电导率先增加后降低,塞贝克系数单调增加,但增加的趋势逐渐变缓。当BNNTs的含量为14.7wt%时,其塞贝克系数最大,可达到38.67μV/K,与未处理的PEDOT:PSS薄膜的塞贝克系数(20.0μV/K)相比,提高了93.35%,且复合膜的塞贝克系数随着BNNTs中碳含量的增加而减小。本文研究成果为以后深入研究BNNT的热电特性研究提供指导,为实现BNNT在纳米器件和热电领域的应用奠定基础。
Abstract
dan hua peng na mi guan (BNNT)zuo wei yi chong Ⅲ-Ⅴzu na mi cai liao ,ju you du te de wu li he hua xue xing zhi ,cheng wei jin nian lai bei an fan yan jiu de na mi cai liao zhi yi ,chu le ju you you yi de gao wen re wen ding xing 、gao hua xue wen ding xing deng you dian ,yan jiu biao ming BNNTju you jiao gao de sai bei ke ji shu 、dian xue te xing ke diao yi ji re dao lv xiao yu tan na mi guan re dao lv de te dian ,zai na dian zi 、re dian ji fu ge cai liao deng ling yu ju you hen da de ying yong qian jing 。dan BNNTzuo wei kuan jin dai ban dao ti ,xu yao dui ji jin hang can za lai diao jie dian xue te xing ,mu qian zai can za fang mian cun zai gong yi fu za ji can za liang bu ke diao he chan liang di de wen ti ;dui BNNTji ji fu ge cai liao de re dian te xing li lun he shi yan yan jiu jun chu yu kong bai zhuang tai 。yin ci ,kai zhan BNNTcan za he re dian xing neng de yan jiu ju you chong yao yi yi 。wei ci ben wen wei rao BNNTde re dian te xing jin hang xiang guan de li lun jian mo yan jiu ,zai ci ji chu shang ,li yong can za fang fa diao jie BNNTbao mo de re dian xing neng ,dui li lun mo xing jin hang yan zheng ,bing yan jiu BNNTfu ge cai liao de re dian xing neng 。jian li BNNTbao mo de re dian li lun mo xing ,you yu BNNTben shen he na mi guan jian de jie chu jie shi zu cheng bao mo de liang ge zhu yao yin su ,fen bie kao lv zhe liang ge yin su dui sai bei ke ji shu he dian dao lv de ying xiang ,zui hou zeng ge fen xi jie chu jie he BNNTben shen dui bao mo re dian can shu de gong suo ,yan jiu le can za nong du dui bao mo re dian can shu de ying xiang 。yan jiu jie guo biao ming sui zhao tan han liang de zeng jia ,BNNTbao mo de sai bei ke ji shu jian xiao ,dian dao lv zeng da 。zai qiu mo fa zhi bei BNNTde ji chu shang ,yan jiu le qiu mo fa zhi bei BNNTde sheng chang ji li ,fen xi le cui hua ji nong du 、fan ying qi ti liu liang 、fan ying shi jian ji fan ying wen du dui BNNTchan liang he xing mao de ying xiang 。shi yan jie guo biao ming ,cui hua ji bi li zhu yao ying xiang BNNTde zhi liang he chan liang ,fan ying qi ti liu liang zhu yao ying xiang na mi guan de xing mao ,dui chan liang ying xiang bu ming xian ;tui huo shi jian dui na mi guan de che cun he xing mao ying xiang jiao xiao ;tui huo wen du zhu yao ying xiang na mi guan de zhi jing fen bu fan wei 。cai yong re tui huo hou chu li fa shi xian BNNTsde can za ,yan jiu gong yi can shu ,li ru can za yuan tong ru shi jian 、tui huo wen du 、can za yuan chong lei deng can shu ,dui BNNTsxing mao ji can za liang de ying xiang 。jie guo biao ming ,re tui huo hou chu li can za fa di gao le can za xiao lv he can za BNNTsde chan liang ,ke shi xian C、Sichan du can za ji C/Sigong can za ,ke tong guo kong zhi gong yi can shu ,shi xian bu tong nong du de can za ,tong guo duo chong yuan su can za yan zheng fang fa de tong yong xing ,ju tong guo dian xue te xing yan jiu fa xian can za hou BNNTjun biao xian wei pxing ban dao ti 。zhen dui BNNTji ji fu ge cai liao de re dian te xing yan jiu reng chu yu kong bai zhuang tai de wen ti ,ben wen yan jiu BNNTbao mo ji ji fu ge cai liao de re dian te xing ,fen bie yi Ccan za he Sican za BNNTbao mo wei yan jiu dui xiang ,fen xi can za nong du dui na mi guan bao mo de re dian can shu de ying xiang ,tong guo shi yan yan zheng BNNTbao mo re dian li lun mo xing de zheng que xing 。wei le di gao cai liao de re dian xing neng ,zhi bei you BNNTyu ju (3,4-yi cheng er yang sai fen ):ju ben yi xi huang suan (PEDOT:PSS)gou cheng de fu ge cai liao ,bing yan jiu ji re dian xing neng 。jie guo biao ming sui zhao BNNTshan liang de zeng jia ,dian dao lv xian zeng jia hou jiang di ,sai bei ke ji shu chan diao zeng jia ,dan zeng jia de qu shi zhu jian bian huan 。dang BNNTsde han liang wei 14.7wt%shi ,ji sai bei ke ji shu zui da ,ke da dao 38.67μV/K,yu wei chu li de PEDOT:PSSbao mo de sai bei ke ji shu (20.0μV/K)xiang bi ,di gao le 93.35%,ju fu ge mo de sai bei ke ji shu sui zhao BNNTszhong tan han liang de zeng jia er jian xiao 。ben wen yan jiu cheng guo wei yi hou shen ru yan jiu BNNTde re dian te xing yan jiu di gong zhi dao ,wei shi xian BNNTzai na mi qi jian he re dian ling yu de ying yong dian ding ji chu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨工业大学的庄萃萃，发表于刊物哈尔滨工业大学2019-12-07论文，是一篇关于氮化硼纳米管论文,掺杂论文,导电聚合物论文,复合薄膜论文,热电性能论文,塞贝克系数论文,哈尔滨工业大学2019-12-07论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨工业大学2019-12-07论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：氮化硼纳米管论文; 掺杂论文; 导电聚合物论文; 复合薄膜论文; 热电性能论文; 塞贝克系数论文; 哈尔滨工业大学2019-12-07论文;