化学气相沉积法合成CdSe,Sn纳米结构及其性能研究

摘要

本论文探究了纳米材料在光电探测和能源存储领域的应用。采用化学气相沉积法分别在Si晶片、碳纤维布上生长CdSe纳米线、Sn微米球，通过XRD、SEM、TEM、EDS等手段进行形貌和结构的表征，结果显示它们均为单晶的纯相结构。然后将它们封装成相应的器件并进行相关性能测试，具体研究内容及结果如下：
　　（1）基于P3HT:CdSe纳米线的有机-无机复合光探第一次在Si衬底上组装出来。相较于仅使用CdSe纳米线或P3HT组装的光探，该复合光探展示了显著提升的光电流，更高的光开关比以及低于0.1s的快速的光响应。这种优异的光探性能主要来源于复合光探的独特优势，即无机半导体较高电子亲和势和有机分子相对低的离子电势。
　　（2）第一次在PET上，特别是复印纸上组装了柔性复合光探。除了保持Si基衬底器件良好的光探性能外，其也展示了优异的机械柔性和电性能稳定性，在弯曲到180°时仍能保持工作状态稳定，多次弯曲以及静置较长时间后性能都无甚变化。
　　（3）以Sn微米球/碳布为集成负极封装锂半电池。测试结果表明该集成负极具有良好的电化学性能，特别是在0.2C的电流密度下，75次循环后比容量仍能较为稳定的保持在800mAh/g。这种良好的性能可归因为微米球的结构对称性和无粘结剂集成负极的较大的电极-电解液接触面积、良好的电极-集流体电接触性能。
　　（4）将该集成负极封装成全电池并进行了相应的电化学测试，展示了类似于半电池的良好性能，同时温度测试及静置自放电测试，也展示了其优异的稳定性和较低的自放电率。

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1 绪论

1.1 纳米材料概述

1.2 光电探测器件简介

1.3 锂离子电池简介

1.4 化学气相沉积法简介

1.5 课题的研究目的和意义

2 CdSe纳米线的合成与表征

2.1 CdSe纳米线的合成

2.2 CdSe纳米线的表征

2.3 本章小结

3 基于CdSe纳米线的复合光电探测

3.1 引言

3.2 光探器件制作工艺及测试

3.3 硬质光探器件性能研究

3.4 柔性光探器件性能研究

3.5 本章小结

4 Sn微米球的合成及表征

4.1 引言

4.2 Sn微米球的合成

4.3 Sn微米球的表征

4.4 本章小结

5 基于Sn微米球的锂电池集成负极

5.1 引言

5.2 锂电池的封装及测试

5.3 Sn集成负极电化学性能分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 问题与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录