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基本信息

項目名稱：
低維半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的液相生長和相關(guān)物性研究
小類：
能源化工
簡介：
低維納米材料的獲得是其應(yīng)用的基礎(chǔ)，揭示低維納米材料的生長規(guī)律，不僅為控制生長特定形貌的納米結(jié)構(gòu)提供了實驗參數(shù)，而且為納米器件的構(gòu)造奠定了實驗和物理基礎(chǔ)。
詳細(xì)介紹：
本研究論文以控制生長幾種半導(dǎo)體微納結(jié)構(gòu)為主題，深入研究半導(dǎo)體ZnO, ZnS和SnO2低維納米材料的合成和微觀結(jié)構(gòu)，闡明各種實驗因素對合成納米結(jié)構(gòu)的影響，爭取實現(xiàn)它們形貌和尺度的控制生長；提出納米結(jié)構(gòu)的生長機(jī)理。在制備的基礎(chǔ)上，發(fā)掘它們的功能特性及其與尺度和合成條件的依賴關(guān)系，在研究上重視規(guī)律性的探索。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

本研究論文以控制生長幾種半導(dǎo)體微納結(jié)構(gòu)為主題，深入研究半導(dǎo)體ZnO, ZnS和SnO2低維納米材料的合成和微觀結(jié)構(gòu)，闡明各種實驗因素對合成納米結(jié)構(gòu)的影響，爭取實現(xiàn)它們形貌和尺度的控制生長；提出納米結(jié)構(gòu)的生長機(jī)理。在制備的基礎(chǔ)上，發(fā)掘它們的功能特性及其與尺度和合成條件的依賴關(guān)系，在研究上重視規(guī)律性的探索。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處

該作品研究方法清晰合理、技術(shù)路線切實可行。在低維納米材料控制合成及其性能表征方面取得了優(yōu)異的研究成果。制備方法簡單，環(huán)保，適合大規(guī)模生長。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

在污水處理，鋰離子電池和相關(guān)光電器件領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景

學(xué)術(shù)論文摘要

用液相合成方法制備了幾種新穎的半導(dǎo)體微納結(jié)構(gòu)，深入研究合成產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)和生長機(jī)制，闡明各種實驗因素對合成納米結(jié)構(gòu)的影響。研究了合成產(chǎn)物的幾種性質(zhì)，如陰極發(fā)光性質(zhì)，光催化性質(zhì)和在鋰離子電池方面的應(yīng)用。

獲獎情況

1. Journal of Physical Chemistry C 2010,114, 8235-8240 2. CrystEngComm, 2011, 13,3506-3510 3 Journal of Alloys and Compounds 2010,504,L1-L4 4. Applied Surface Science 2011, DOI:10.1016/j.apsusc. 2011.02.130 5. Nano-Micro Letters 2010,2: 272-276 6. 材料科學(xué)與工程學(xué)報 2010,28: 425-428 7. 材料科學(xué)與工程學(xué)報 2010,28: 761-764

鑒定結(jié)果

在低維納米材料控制合成及其性能表征方面取得了優(yōu)異的研究成果。制備方法簡單，環(huán)保，適合大規(guī)模生長。

參考文獻(xiàn)

發(fā)表論文被CrystEngComm, Journal of Alloys and Compounds 和 Chemical Engineering Journal等期刊的論文引用。 1. Chemical Engineering Journal 2011, 168: 903-908 2. Journal of Alloys and Compounds 2010,507:L21-L25 3. CrystEngComm. 2011, 13: 3506-3510

同類課題研究水平概述

在今天所面臨的各種富有挑戰(zhàn)性的問題，如健康，能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)等方面，納米技術(shù)有望提供一些革新性的解決辦法，在這個領(lǐng)域的研究可能會產(chǎn)生一些激動人心的突破。然而，關(guān)于控制低維納米結(jié)構(gòu)生長的潛在機(jī)制，人們?nèi)匀粵]有很好的理解。目前盡管作了大量的探索，可控地合成納米材料仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。 人們使用各種各樣的制備方法合成了ZnS一維納米線陣列結(jié)構(gòu)，在發(fā)光方面也作了一些研究。但迄今為止，文獻(xiàn)報道的ZnS納米線陣列尚無法做到尺寸和取向高度一致，同時合成的ZnS納米線陣列都存在各種結(jié)構(gòu)缺陷，抑制了紫外光的產(chǎn)生或發(fā)光效率。目前尚沒有高度有序的ZnS一維納米線陣列的紫外發(fā)光以及溫度對ZnS納米線陣列陰極發(fā)光性質(zhì)影響方面的系統(tǒng)研究，這阻礙了其在紫外激光器等領(lǐng)域的應(yīng)用。 目前，盡管對一維ZnO納米材料已開展了廣泛的研究，但是不論是從材料制備、物理性能以及納米器件的構(gòu)造研究方面仍然存在一些難題有待于回答。譬如，一維ZnO納米材料在生長過程中內(nèi)部缺陷以及雜質(zhì)的有效控制；單分散、高質(zhì)量一維ZnO納米線陣列的控制制備；ZnO納米線陣列中ZnO納米線單元的尺寸和形貌控制；一維ZnO納米結(jié)構(gòu)p型摻雜的實現(xiàn)和控制等等。這些問題的有效解決將是一維ZnO納米結(jié)構(gòu)最終得以器件化的基礎(chǔ)。 SnO2納米結(jié)構(gòu)的形貌和尺寸與器件的性能密切相關(guān)，決定著器件的物理和化學(xué)性質(zhì)。對于一種光催化劑而言，穩(wěn)定性好和催化能力強(qiáng)和不引入二次污染是非常重要的。然而，許多SnO2 和ZnO由于光侵蝕作用常常導(dǎo)致二次污染，因此限制了它們的進(jìn)一步應(yīng)用。已經(jīng)報道的多孔的SnO2納米結(jié)構(gòu)多數(shù)為球形或顆粒，易團(tuán)聚，使得吸光性減弱，因此，合成像納米線，納米管和納米帶等多孔的一維納米結(jié)構(gòu)是非常重要的，因為它們具有大的比表面積和縱橫比。文獻(xiàn)報道的方法要么容易引起污染，要么需要復(fù)雜的設(shè)備和方法。我們提出一種全新的通過一種簡單的溶液方法合成高產(chǎn)量多孔SnO2納米線束的方法。研究了這種多孔的SnO2納米線束在紫外光照射下對RhB的光催化降解活性，結(jié)果顯示具有很好的光催化效果。同時，用合成的SnO2進(jìn)行電學(xué)性能試驗，證明這種結(jié)構(gòu)具有較高的儲鋰容量，顯示了其在能量存儲方面的潛在應(yīng)用價值。
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