● 摘要
SnO2纳米材料是一种重要的宽禁带N型半导体材料,在气敏、湿敏半导体、透明导电薄膜、陶瓷、太阳能电池、化学电极等方面具有广泛应用。本文分别采用化学沉淀法和水热(溶剂热)法合成SnO2纳米材料;材料的形貌和尺寸特征用扫描电镜表征,晶体结构类型利用X射线衍射确定;并采用拉曼散射光谱、光致发光光谱等方法对所得不同尺寸、形貌的SnO2纳米材料进行光学特性表征和研究。在合成实验中以分析纯的SnCl4•5H2O为原料,乙二醇/去离子水为溶剂,PVP为表面活性剂,试用了柠檬酸三钠(SC)、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等多种沉淀剂,获得多种尺寸、形貌的SnO2纳米材料。通过总结各参数对反应进程的影响以及表征结果与实验参数的对照后,初步揭示了水热(溶剂热)反应中适宜的反应温度和时间,以及在一定范围内,反应溶液的PH值对SnO2纳米颗粒形貌的影响规律。通过对比研究制备参数、激光辐照时间以及纳米材料的尺寸和形貌等因素对光学性质的影响,总结了SnO2纳米材料的晶格振动模式和可能的光学跃迁机制,探讨各因素影响的深层原因。常规拉曼散射光谱中观察到块体禁阻的A2u(LO)、B1u峰,与内部结构有关的复杂的红移蓝移倾向,以及激光辐照加热效应引起的光学声子振动频率降低现象。室温光致发光谱则以可见区发光宽发射带为主,属于表面缺陷与深层束缚能级间的复合跃迁。
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