论文摘要
硫化镉（CdS）是典型的Ⅱ-Ⅵ族化合物,是一种宽禁带直接半导体,在太阳能转换、非线性光学、光化学电池和光催化方面具有广泛用途。硫化铅（PbS）是一种重要的半导体材料,其能带间隙为0.41 eV,具有较大的激子波尔半径（18nm）,在非线性光学器件、红外探测器、显示装置、发光二极管以及太阳能光伏特电池方面有很好的应用前景。因此CdS、PbS纳米材料的研究具有重要意义。分别采用模板法、超声化学法、表面活性剂辅助化学合成法合成了CdS、PbS、CdS/PbS纳米复合材料,利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、吸收光谱和荧光光谱（PL）等测试手段对纳米材料进行了分析。采用前驱物模板-界面反应法,分别合成了CdS纳米空心球-管状结构、PbS纳米空心球、CdS/PbS纳米复合材料。CdS纳米空心球-管状结构的XRD显示,CdS属六面晶系;TEM图片结果表明,CdS纳米结构为空心管状结构;吸收光谱显示,CdS在407 nm处有较明显的激子吸收峰;荧光光谱显示,CdS在470 nm处出现荧光发射峰。PbS纳米空心球属面心立方晶系;在1906 nm处出现激子吸收峰;在1328 nm和1516 nm处出现两个荧光发射峰。CdS/PbS纳米复合材料中的CdS和PbS分别属六面晶系和面心立方晶系;在432 nm、1682 nm、1735 nm处分别出现CdS和PbS的吸收峰;在472 nm、495 nm、1610 nm处分别出现CdS和PbS的荧光发射峰。采用超声化学法,分别合成了CdS纳米立方体、PbS纳米立方体和CdS/PbS复合纳米粒子。CdS纳米立方体的XRD图谱显示,CdS属六面晶系;TEM结果表明,CdS纳米结构为立方体结构,边长为10～15 nm;吸收光谱显示,CdS在409 nm处有较明显的激子吸收峰;荧光光谱显示,CdS在525 nm处出现荧光发射峰。PbS纳米立方体属面心立方晶系;边长为40～60 nm;在1728 nm处出现激子吸收峰;在1641 nm处出现荧光发射峰。CdS/PbS复合纳米粒子中的CdS和PbS分别属六面晶系和面心立方晶系;在429 nm、1411 nm、1908 nm处分别出现CdS和PbS的吸收峰;在515 nm、546 nm、1728 nm、1738 nm处分别出现CdS和PbS的荧光发射峰。采用阴离子表面活性剂二-（2-乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠（AOT）、六偏磷酸钠作为稳定剂,分别合成了两种CdS纳米粒子。AOT稳定的CdS纳米粒子的XRD图谱显示,CdS属六面晶系;TEM图片结果表明,其平均粒径为5～8 nm;吸收光谱显示,在516 nm处有激子吸收峰;荧光光谱显示,CdS纳米粒子在516nm处出现荧光发射峰。六偏磷酸钠稳定的CdS纳米粒子属六面晶系;其平均粒径为2～3 nm;在303 nm处有激子吸收峰;在336 nm处出现荧光发射峰。采用表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为稳定剂,合成了PbS纳米棒。XRD图谱显示,PbS属面心立方晶系。TEM图片结果表明,直径约为500nm,长约为11μm的PbS纳米棒。吸收光谱显示,在1731 nm处有激子吸收峰。荧光光谱显示,在1516 nm处出现荧光发射峰。采用阴离子表面活性剂硫代乙醇酸作为稳定剂,分别合成了PbS量子点和CdS/PbS杂化量子点。TEM图片结果表明,PbS量子点的平均粒径只有1～2 nm;而CdS/PbS杂化量子点的平均粒径则为2～3 nm。将所制得的六偏磷酸钠稳定的CdS纳米粒子、硫代乙醇酸稳定的PbS量子点、硫代乙醇酸稳定的CdS/PbS杂化量子点分别与阿利新蓝（AB）在ITO导电玻璃上进行交替静电自组装,制得纳米粒子/AB薄膜,并将其制成光电池。线性伏安曲线表明,上述光电池在光照条件下,可以产生瞬时电流,分别比没有光照条件下大1.5倍、5倍和2倍左右,其中PbS量子点/AB薄膜光电池在红外区有较明显的光电效应。
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标签：硫化镉论文; 硫化铅论文; 模板法论文; 超声化学法论文; 表面活性剂辅助法论文;