【導讀】表征；采用PL、UV-vis對樣品進行光學性能考察。字；翻譯一篇英文文獻，字數(shù)在5000字左右；圖書館電子期刊，雜志，書籍，以及電子數(shù)據(jù)庫中下載的國內(nèi)外參考文獻。結(jié)合X射線衍射、透射電子顯微鏡、選區(qū)電子衍射。應(yīng)條件下制得的ZnS納米棒直徑約為60-80nm，長度約為600-800nm。EDS能譜表明該法制備的納米硫化鋅具有較高的純度。收，與塊體材料相比發(fā)生了藍移。

　　

【正文】 反應(yīng)溫度為 160℃ ，反應(yīng)時間為 15h 下的 ZnS 樣品的 TEM 圖，由圖可知 160℃ 、15h 條件下生成的 ZnS 為納米棒狀結(jié)構(gòu)，偏向方塊狀，有團聚現(xiàn)象，直徑約為 200nm，長度約為 8001000nm。由圖 3231 中 b b2可知 180℃ 、 15h元素 重量 原子 凈 強度 凈強度誤差 S K Zn K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14050100150200250300350400S k ?Z n K ?Z n K ?Z n LCuS K ?C 燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 條件下生成的 ZnS 樣品為納米棒狀構(gòu)，有少許團聚，產(chǎn)物表面較光滑，直徑變細約為 80nm，長度約為 600800nm。 圖 3231 樣 品 ZnS 的透射電鏡照片 a1,a2 為 160℃ ,15h 下生成的 ZnS, b1,b2 為 180℃ ,15h 下生成的 ZnS b1 b2 a2 a1 第 3章 實驗結(jié)果與討論 21 方案三 主要研究了相同溫度下，不同反應(yīng)時間對納米 ZnS 形貌的影響。由圖 3232 中的兩個電鏡圖片可知 180℃ 、 24h 條件下生成的 ZnS 樣品為納米棒狀結(jié)構(gòu)，無明顯團聚，產(chǎn)物表面較光滑，直徑約為 6080nm，長度約為 600800nm。 與方案二 中 180℃ ， 15h 下的 b b2圖片相比較可知，反應(yīng)時間越長團聚越少，晶化越好。 由兩組實 驗的 TEM 分析結(jié)果可知，相同時間（ 15h）的情況下， 180℃下反應(yīng)的 ZnS 晶化更好些，相同溫度（ 180℃ ）下，反應(yīng)時間越長晶化越好。 圖 3232 樣品 ZnS 在 180℃ ， 24h 下的透射電鏡圖片 燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 選區(qū)電子衍射圖譜（ SAED）分析 由于在電鏡上進行電子衍射具有能把對物相的形象觀察和結(jié)構(gòu)分析結(jié)合起來的突出優(yōu)點， 下 圖就是 分別在 160℃ 和 180℃ ， 相同時間（ 15h） 下 的試樣在透射電鏡基礎(chǔ)上進行的選區(qū)電子衍射圖。從圖 324 中 A 可觀測到其既具有單晶的衍射點特點，又具有多晶的衍射環(huán)特點，可推測產(chǎn)品是介于單晶與多晶之間的一種物質(zhì)。圖 324 中的 B 圖 既有單晶的斑點特性又有多晶所具有的衍射環(huán)，但環(huán) 較 明顯，由此可推測出所得產(chǎn)品為多晶結(jié)構(gòu)的 ZnS晶體。樣品在 160℃ 和 180℃ 的 SAED 譜圖可知，在 180℃ 下生成的納米硫化鋅的晶化更好。 圖 324 樣品 ZnS 的 SAED 圖譜 A為 160℃ ， 15h 下反應(yīng)制得的 ZnS， B 為 180℃ ， 15h 下反應(yīng)制得的 ZnS 紫外可見吸收光譜（ UVvis）分析 紫外光譜的產(chǎn)生是由于納米顆粒在入射光的作用下，發(fā)生了價電子的躍遷，使分子中的價電子由基態(tài) E0躍遷到激發(fā)態(tài) E1。分子的結(jié)構(gòu)不同，躍遷電子的能級差不同，從而分子 UV 吸收的 λmax不同。 圖 325 給出了 ZnS 納米棒的紫外吸收光譜，由圖可知， 247nm 處吸收峰達到最大，該吸收峰為硫化鋅納米棒的激子躍遷吸收。相對于大量閃鋅礦 A B 第 3章 實驗結(jié)果與討論 23 硫化鋅塊體材料激子躍遷吸收（位于 340nm），硫化鋅納米線的最大紫外吸收發(fā)生明顯的藍移。原因是納米粒子的量子限域效應(yīng)和尺寸效應(yīng)使硫化鋅納米粒子的 帶隙增加。 圖 325 樣品 ZnS 的紫外可見吸收光譜圖 （ 1） 160℃ ， 15h （ 2） 180℃ ， 15h (3) 180℃ ， 24h 光致發(fā)光（ PL）分析 ZnS 基質(zhì)的發(fā)光主要是缺陷中心發(fā)光和自激活發(fā)光。 在圖 326 的發(fā)射光譜圖中可看到，試樣出現(xiàn)了兩個發(fā)射峰，兩個特征峰圖中心分別位于412nm,473nm處， Becker 等 [30]認為 PL 譜中心位于 418 nm 處的發(fā)射峰是由S 空位和 S 內(nèi)部 晶格缺陷引起的。有文獻報道 480 nm 處的發(fā)射峰是由 Zn空位引起的。因此我們認為中心分別位于 412 nm 處的發(fā)射峰來源于 S 內(nèi)部晶格缺陷和 S 空位。而 473 nm 處的發(fā)射峰是由 Zn 空位引起的。 100 200 300 400 500 600 700 8000 .00 .20 .40 .60 .81 .01 .21 .4Absorbance? ?? n m )123 燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 326 樣品 ZnS 的光致發(fā)光圖譜 本章小結(jié) 本章主要是結(jié)合 XRD、 TEM、 SAED、 EDS 等表征手段對樣品的組成、結(jié)構(gòu)及形貌進行表征；采用 PL、 UVvis 對樣品進行光學性能考察。 （ 1）方案一 主要做了 TEM，及 UVvis 的測試，由紫外出峰位置可知所制樣品可能為 ZnS，與大量 ZnS 出峰位置差不多，發(fā)生了藍移。但由 TEM圖片可知，所制的樣品為方片狀，少數(shù)棒狀結(jié)構(gòu)，綜合三組測試可得：溫度為 120℃ ，時間為 15h 制得的樣品反應(yīng)不充分，晶化不好，可能產(chǎn)生了其它中間產(chǎn)物。 （ 2） 方案二的實驗中 經(jīng) TEM、 EDS、 SAED、 XRD 檢測得知產(chǎn)品為棒狀、純的、多晶結(jié)構(gòu)的 ZnS 晶體。研究得出反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等條件對棒狀 ZnS 樣品的合成及形貌控制有影響。紫外可見吸收光譜顯示了 ZnS 納米量子限域效應(yīng) 導致吸收光譜的藍移。 PL光譜顯示由于 Zn 和 S 空位的產(chǎn)生進而產(chǎn)生缺陷，從而導致缺陷發(fā)光。 350 400 450 500 550 60050000100000150000202000250000300000Intensity/a.uW a v e l e n g t h / n m412nm473nm 結(jié)論 25 結(jié)論 本文采用溶劑熱法，以氯化鋅為鋅源，硫脲為硫源，以乙二胺為有機溶劑，陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉為修飾劑，在聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中反應(yīng)，成功的合成了閃鋅礦 ZnS 納米棒，具體總結(jié)如下： （ 1）在 120℃ ,12h 下反應(yīng)制得的 ZnS 樣品，晶化和形貌都不理想，但加入添加劑制得的 ZnS 樣品相對較好，出現(xiàn)部分規(guī)整的棒狀結(jié)構(gòu)。 （ 2）針對不同反應(yīng)溫度，相同反應(yīng)時間（ 15h）， 180℃ 比 160℃ 下反應(yīng)得 ZnS 晶化更好些。不同反應(yīng)時間，相同反應(yīng)溫度（ 180℃ ）， 24h 比 15h 下反應(yīng)得的 ZnS 晶化更好些。 （ 3） ZnS 納米結(jié)構(gòu)的吸收峰在 250nm左右，相比塊體材料 ZnS 發(fā)生了藍移，位于 412nm和 473nm出的 PL發(fā)射峰來源于 S 內(nèi)部晶格缺陷和 S 空位及 Zn 空位引起的。 燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 參考文獻 1 Birringer R, GleRer39。H H, Klein P. 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