高比例活性晶面Sb2S3纳米晶的制备及性能研究(3)
2 2.5×102 80%
1 30 99%
由上表可知：纳米微粒尺寸越小，表面能越高，位于表面的原子所占比例越大。由于表面原子数的逐渐增多，原子配位不足及表面能变高，使得这些表面原子拥有高的活性，极不稳定而与其它原子结合。对半导体纳米微粒的光学、光化学、非线性光学及电学性质等具有重要的影响[2-3]。
基于半导体纳米粒子的量子尺寸和表面效应，其在发光材料[4-5]、非线性光学材料[6-8]、光敏传感材料[9]、光催化材料[10]及新颖光电子材料[11-15]方面具不错的发展前景。已研制成功的的一些纳米材料器件有单电子纳米二级管、纳米高效发光二级管、分子晶体管、纳米半导体激光器及纳米半导体传感器等。
1.3.3 小尺寸效应
当微粒的尺寸与光波波长、超导态的相干长度以及德布罗意波长等物理特征尺寸更小或者相当时，晶体周期性的边界条件将被破坏；非静态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小，导致声、光、磁、热、电、力学特性呈现小尺寸效应。比如，光吸收显著增加，并产生吸收峰的等离子共振频偏移；磁场由有序态向无序态、超导相向正常相转变。
1.3.4 宏观量子隧道效应
微观粒子所具有的贯穿势垒的能力称为隧道效应。近些年，人们发现一些宏观量也具有隧道效应，如微粒的磁化强度，量子相干器件的磁通量等，称为宏观隧道效应[16]。
1.3.5 介电限域效应
介电限域是纳米微粒分散在异质介质中由于界面引起的体系介电增强的现象，主要来源于微粒表面和内部局域强的增强。当介质的折射率比微粒的折射率相差很大时，就产生了折射率边界，这就导致微粒表面和内部的场强比入射场强明显增加，这种局域强的增强称为介电限域。一般来说，过渡族金属氧化物和半导体微粒都可能产生介电限域效应，纳米颗粒的介电限域对光吸收、光化学、光学非线性等都会有重要的影响。
1．4 纳米材料的合成与制备方法
纳米材料的制备方法可以分为物理制备法和化学制备法。常用的物理制备法有：机械法、气相法、磁控溅射法与等离子体法。常用的化学制备法有：溶胶—凝胶法、水热/溶剂热法、微波辅助法、有机化合物前驱体法等。
1.4.1 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是利用无机盐或者金属醇盐水解直接形成溶胶，然后让溶质聚合凝胶化，形成具有一定结构的凝胶，再将凝胶干燥、焙烧除去有机成分，最后得到无机材料。
制备过程中控制形成微粒尺寸大小的一般方法为：①表面修饰法，通过改变金属硫化物与表面修饰剂的浓度比，控制表面修饰剂分子与S2-离子同金属阳离子之间的反应速度；②扩散控制法，选择合适的反应物浓度及溶剂pH值等控制微粒的成核和生长速度；③加入无机或者有机聚合物稳定剂，常用的稳定剂有：PVA(聚乙烯醇)、HMP（吹冰偏磷酸钠）、CTAB（十吹冰烷基三甲基溴化铵）。
与其它一些化学制备法相比，该法的优点：化学均匀性好， 化学反应容易进行，而且所需的实验温度较低。该法存在的一些问题：溶胶—凝胶过程所需时间较长；凝胶中存在较多微孔，在干燥过程中，会逸出许多气体及有机物而产生收缩；制备的纳米粒子粒径通常分布一定。
1.4.2 水热/溶剂热法
水热法作为一种有效的合成方法，已经被广泛地应用于纳米材料的制备。水热法是指在特制的密闭反应釜（高压釜）中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压（或自生蒸气压），创造一个相对高温、高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。