异质结构纳米带的界面及光电性质研究

本项目研究异质结构纳米带的界面及其光电性质。主要致力于异质结构纳米带的制备，界面结构及生长机制、电输运性质和微区光学性质研究。在材料制备方面主要开展两种类型的纳米带的生长，形成具有异质结构界面的纳米带。在此基础上，利用高分辨电镜详细研究纳米带异质结的界面结构，结合分子动力学模拟，分析纳米带的生长机制。利用微区测量光致发光谱和X射线光电子谱研究不同纳米带异质结的光电性质。结合微结构和光电性质的研究，揭示微结构和物性之间的关系。本研究有助于人们理解和构建新一代纳米光电子器件。

异质结构纳米带的界面对其物理性能影响显著，因此本项目主要研究异质结构纳米带的制备、界面分析、生长机制和光学特性。针对目前几种重要的半导体纳米材料，采用两步合成法，成功制备了异质结构纳米带，研究了纳米带的界面及光电性能研究，取得了一些有意义的结果。（1）ZnS/SnO2纳米带。采用简单的热蒸发法，在ZnS纳米带上外延生长SnO2纳米线，成功制备ZnS/SnO2异质纳米结构。利用多种技术手段对产物的形貌、结构进行表征和分析。Raman和PL光谱研究结果表明，ZnS/SnO2异质纳米结构的光学特性表现为SnO2纳米线的特征。（2）ZnS/CdS纳米带。首先液相制备CdS纳米带，然后以合成的CdS纳米带为模板，在生长ZnS纳米粒子的体系中再次反应，合成ZnS/CdS纳米带。ZnS/CdS纳米带为闪锌矿结构，发现ZnS/CdS纳米带的晶格畸变现象。借助拉曼和光致发光光谱研究了ZnS/CdS纳米带的光学特性。（3）SnO2/ZnO纳米带。首先热蒸发法制备SnO2纳米带，然后采用液相合成法在SnO2纳米带表面外延生长ZnO，形成ZnO/SnO2/ZnO三明治结构纳米带。. 另外，在项目进行中我们也开展了单质纳米材料的研究，发现一些新现象，取得一些有意义的结果。（1）Z字形SnO2纳米带生长机制的深入研究。在前期工作的基础上，我们改进了制备方法，在同一生长区域分别得到了Z字形和带有三角尖端的SnO2 纳米带。借助于HRTEM表征与生长动力学分析，发现VLS生长过程中，晶体的表面能是影响纳米带生长的内在因素，解答了为什么通常在相同的实验条件下分别的到不同形貌纳米结构的原因。（2）多种形貌的ZnO 纳米棒阵列。采用热蒸发法，通过实验参数的调整，分别得到了针尖状、无针尖和钉状的ZnO纳米棒，分析和讨论了不同形貌的ZnO纳米棒的形成机制，借助Raman和PL光谱研究了ZnO纳米棒阵列的光学特性。（3）CdS纳米颗粒自组装形成CdS纳米带。采用精确设定的实验方法，首次制备了一种新颖的CdS纳米带，提出了纳米带由极小纳米颗粒沿特定晶向同质外延生长构成的形成机制。（4）Ni原子倾斜轰击Pt(111)表面低能溅射现象的分子动力学模拟。采用嵌入原子方法的原子间相互作用势，通过分子动力学模拟，详细研究了以不同角度入射的低能Ni原子与Pt (111)基体表面相互作用过程中的低能溅射行