室温下Bi2S3纳米晶的可控合成及其表征(2)
3.2.1 SEM表征 19
3.2.2 UV-Vis吸收光光谱 19
3.2.3 TEM表征 20
3.3本章小结 21
结 论 22
致 谢 23
参考文献 24
1 引言
1.1纳米材料及半导体材料简介
纳米级结构材料简称为纳米材料(nano material)，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度【1、2】。按空间形态可分为零文（即在空间三文尺度均在纳米尺度，如纳米颗粒、原子团簇）、一文（即在空间二文尺度均在纳米尺度，如纳米线、纳米棒、纳米带、纳米管）、二文（即在三文空间只有一文尺度在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格）；纳米材料按宏观结构分为纳米块、纳米膜和纳米多层膜及纳米纤文等；按材料结构分为纳米晶体、纳米非晶体和纳米准晶体。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质【3、4】。纳米材料表现出来的那些有趣而独特的性质吸引着许多研究者投入最充分的精力来研究【5】。
半导体材料（semiconductormaterial）是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。【6】半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料，其电导率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。半导体材料的种类繁多，按其成分上可分为由同一种元素组成的元素半导体和由两种或两种以上元素组成的化合物半导体；从结构上可分为处于单晶状态的半导体和处于多晶态或非晶态的半导体；从物质类别上可分为无机材料和有机材料；从性能上分，多数材料在通常状态下就呈现出半导体性质，但有的材料需要在特定的条件下才表现出半导体性能；按照载流子的特征可分为n型半导体、P型半导体、本征半导体。反映半导体内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和现象，这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体，正是这些半导体材料的各种半
导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性。半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。作为共价键特征的典型是在晶格结构上表现为四面体结构,所以典型的半导体材料具有金刚石或闪锌矿(ZnS)的结构。
1．2 半导体纳米材料的研究
1.2.1半导体材料的物理特性
1.2.1 .1 小尺寸效应
纳米材料的小尺寸效应是指由于颗粒尺寸变小而引起材料的宏观物理或化学性质变化的现象。是当微粒的尺寸与光波波长、传导电子德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或比其更小时，周期性的边界条件将被破坏，声、光、电、磁、热力学等特征均会出现小尺寸效应。主要影响有：材料的强度与硬度提高、金属材料的电阻升高、呈现宽频带强吸收性质、磁有序态向磁无序态的转变、超导相向正常相的转变、非导电材料的导电性出现、磁性纳米颗粒的高矫顽力等。
1.2.1.2 量子尺寸效应
当微粒的尺寸接近或者小于其激子波尔半径时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据分子轨道能级，而使能带间隙变宽现象均称为量子尺寸效应[7]。