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国家大学生创新项目
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ZnO@SnO2红外与雷达波兼容隐身材料

时间:2011-06-30 20:02:00  来源:  作者:

SnO2是一种典型的n型直接带隙宽禁带氧化物半导体材料,它具有以下几个方面的优点:(1) 室温下具有宽带隙(Eg=3.6eV)和高激子束缚能(130meV);(2) 低成本;(3) 制备方法及产物形态结构多样。以上这些特点使得SnO2在半导体器件和功能材料领域具有其独特的优势与宽广的应用潜力,尤其是SnO2低维纳米材料已经在催化剂、锂离子电池的负极材料、电磁波吸收、太阳能电池、传感器、光电子器件等方面表现出了广阔的应用前景。同时,长径比可控的花状纳米结构SnO2高度的多功能性,使其在纳米电子器件的制造中有着不可估量的应用前景。

近年来,关于低维SnO2纳米材料的制备及应用已经得到了广泛的研究。L. Y. Jiang等人(Ling-Yan Jiang, Xing-Long Wu, Yu-Guo Guo, et al. SnO2-Based hierarchical nanomicrostructure: facile synthesis and their applications in gas sensors and lithium-ion batteries [J]. J. Phys. Chem. C, 2009,113:14213-14219)在500下制备了花状SnO2纳米结构,反应源物质含有多种有机成分,如:草酸、酒精等。该论文高温下制备的SnO2花蕾是由多束纳米线构成的花瓣组成,而本发明专利提出的SnO2花状结构则是由共球心且沿半径方向排列的单晶纳米线构成;D. F. Zhang等人(Dong-Feng Zhang, Ling-Dong Sun, Gang Xu, et al. Size-controllable one-dimensinal SnO2 nanocrystals: synthesis, growth mechanism, and gas sensing property [J]. Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, 8:4874-4880)采用微乳液辅助水热法制备了SnO2纳米线,尽管所制备的SnO2纳米线长径比有着较大的可调范围,但是反应温度仍然较高(240),制备过程也比较复杂。

在闫军锋副教授的指导下,雷江淼小组基于密度泛函理论的第一性原理模拟计算了本征、缺陷及掺杂SnO2的电子结构,取得了阶段性成果。同时,在低温下采用水热法制备了花状SnO2纳米线簇,如下图所示。

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