硒化铟(In2Se3)纳米线的合成及相变机理和光敏性能研究

摘要

一维相变纳米材料为在纳米尺度研究相变过程和材料热性能提供了一个良好的科学平台,同时也是下一代高存储密度相变存储器的关键材料。一维相变纳米线在相变存储器上的应用正在被广泛的研究,In2Se3纳米线作为一种重要的非易失性存储材料,它有着很高的电阻率,105的电阻转变率,在数据存储上,可以有比GeTe和Ge2Sb2Te5纳米线更低的能耗,此外它有用作在太阳能电池,光传感器和锂离子电池方面的巨大潜力。
　　 本文阐述了通过热气相沉积法制备α-和κ-In2Se3纳米线的合成过程,并通过原位同步辐射XRD研究了In2Se3纳米线在热退火过程中的晶体结构变化。数据结果显示κ-In2Se3纳米线在500℃转变为α相,在更高的温度700℃下转变为5-5层状的高温α相,并且这种转变在温度降低时是不可逆的。并基于密度泛函理论,利用Materials Studio软件,模拟了不同原子堆积的In2Se3模型结构及衍射数据,其结果与同步辐射衍射数据结果一致。此外,研究还发现,退火前后的纳米线的电阻率变化很大。本文还研究了In2Se3纳米线的光敏特性,发现In2Se3纳米线对不同强度的光和波长都有识别能力,而这种识别能力和温度,测量电压存在一定的关系。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 一维纳米材料概述

1.1.1 一维纳米材料特性

1.1.2 一维纳米材料制备方法

1.1.3 一维纳米材料的应用

1.2 In2Se3材料的概述

1.2.1 In2Se3材料结构与性质

1.2.2 In2Se3纳米线材料的研究现状

1.2.3 In2Se3纳米线材料的应用

1.3 研究方法及实验设备

1.4 研究意义与研究内容

参考文献

第2章 In2Se3纳米线的制备

2.1 实验材料

2.2 In2Se3纳米线的制备方法

2.3 In2Se3纳米线合成过程中的影响因素

2.3.1 温度对In2Se3纳米线材料的合成的影响

2.3.2 压力对In2Se3纳米线材料的合成的影响

2.3.3 气流量对In2Se3纳米线材料的合成的影响

2.3.4 催化剂对In2Se3纳米线材料的合成的影响

2.4 In2Se3纳米线材料的生长机理

2.5 小结

参考文献

第3章 In2Se3纳米线材料的结构性能表征

3.1 In2Se3纳米线的晶体结构表征

3.2 In2Se3纳米线的化学组成分析及微观结构表征

3.3 In2Se3纳米线的表面电子结构

3.4 小结

参考文献

第4章 In2Se3纳米线材料的相变过程研究

4.1 原位同步辐射XRD的介绍

4.2 In2Se3纳米线的变温同步辐射XRD分析

4.3 基于密度泛含理论的In2Se3纳米线材料的晶体及相变过程的模拟

4.4 退火前后In2Se3纳米线的电学性能比较

4.5 小结

参考文献

第5章 In2Se3纳米线材料的光敏特性的研究

5.1 In2Se3纳米线材料的光敏应用

5.2 In2Se3纳米线材料的紫外吸收谱分析

5.3 In2Se3纳米线材料光敏器件的组装和测量

5.3.1 器件的组装方法和过程

5.3.2 器件的测量及仪器使用

5.4 影响光敏特性的因素

5.4.1 光强对光电流强度的影响

5.4.2 波长对光电流强度的影响

5.4.3 温度对光电流强度的影响

5.4.4 电压对光电流强度的影响

5.5 小结

参考文献

第6章 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

攻读硕士学位期间的科研成果

致谢