量子點-石墨烯納米復合材料的制備及其增強光電響應器件研究.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展，光電探測技術在日常生活中被廣泛應用于煙霧探測、火焰探測等緊急狀況的智能報警、公共場所照明及筆記本電腦等設備的自動調(diào)節(jié)開關。目前常用的光電探測技術主要是基于CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等材料，然而這些感光材料大多制備工藝復雜，成本較高；尺寸無法進一步減小；散熱性能較差；運行速度達到瓶頸。因此，隨著技術發(fā)展的需要使得尋找新型替代材料成為越來越緊迫的任務。近年來，研究人員不斷研制新材料、探索新機制和設計新結(jié)構(gòu)

2、以研制新型高效、快速、穩(wěn)定的光電響應器件。迄今，用于光電響應器件的材料主要包括有機熒光分子、金屬有機配合物、半導體納米材料，其中半導體納米材料由于具有高的光電轉(zhuǎn)換效率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性被廣泛用作光電探測器件的研究。同時，石墨烯因具有導電速度快、機械性能好和比表面積大等特點，在光電探測領域有著潛在的應用前景。近年來不少研究者通過采用石墨烯與半導體納米材料進行復合來制備石墨烯納米復合物，實現(xiàn)了光電探測器光電響應速度以及響應度的提高。另一方面，鈣鈦

3、礦納米材料因為具有高的載流子遷移率、長的載流子擴散長度、高的可見光吸收系數(shù)、波長可調(diào)諧等優(yōu)異的光電性能，使其在光電探測領域有著巨大的應用前景。本課題采用AgInZnS量子點、鈣鈦礦量子點材料與石墨烯進行復合得到了量子點/石墨烯納米復合材料，并且成功制備了鈣鈦礦納米棒，并對它們的光電響應性能進行了深入的分析和研究，基于這些材料的優(yōu)異性能，本論文做了以下一些研究工作：
　　第一章回顧了石墨烯、半導體納米材料和鈣鈦礦納米材料的結(jié)構(gòu)、性能

4、及其合成方法，闡述了本文的研究意義，對基于半導體納米材料/石墨烯納米復合材料以及鈣鈦礦納米材料的光電探測器的國內(nèi)外現(xiàn)狀進行了分析，并介紹了本文的研究目的和研究內(nèi)容。
　　第二章介紹了銀銦鋅硫（AgInZnS）納米顆粒、還原氧化石墨烯（RGO）和AgInZnS/RGO納米復合材料的制備方法。并通過透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、吸收（Abs）和熒光光譜（PL）等表征手法對上述材料進行了性能表征。為了研究其光電性能，我們制備

5、了一個基于AgInZnS/RGO納米復合材料的光電探測器件。實驗結(jié)果表明基于該納米復合物的光電器件具有光電流開關比為210％，光響應度為1mA/W，在有光照的情況下，光電流上升時間為0.62s，下降時間為0.29s。
　　第三章介紹了銫鉛溴（CsPbBr3）鈣鈦礦納米顆粒和CsPbBr3/RGO納米復合材料制備方法，在總結(jié)各種鈣鈦礦合成方法之后，提出采用熱注入法制備CsPbBr3納米顆粒和CsPbBr3/RGO納米復合物，并對其形

6、貌、結(jié)構(gòu)和光學性能進行了系統(tǒng)的表征。直接將制備好的CsPbBr3/RGO納米復合材料滴涂在金叉指電極上制備了一種相應的光電響應器件，其結(jié)構(gòu)為（CsPbBr3/RGO）/金叉指電極/SiO2/Si，并對其光電性能進行了測試，得到其光電流開關比為170%，光響應度為16.2mA/W在有光照的情況下，光電流上升時間為0.41s，下降時間為0.42s。
　　第四章介紹了一維全無機鈣鈦礦CsPb(Br/I)3納米結(jié)構(gòu)的制備方法，對其反應參數(shù)

7、包括反應時間、溫度和成分進行了系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了高產(chǎn)率的CsPb(Br/I)3納米棒的制備。并對CsPb(Br/I)3納米棒的結(jié)構(gòu)、形貌及光學性能進行測試表征。為了研究其光電探測效果，我們直接將制備好的CsPb(Br/I)3納米棒滴涂在金叉指電極上，測得其光電流開關比為200000%，光響應度為187.5mA/W，在有光照的情況下，光電流上升時間為0.68s，下降時間為0.66s。
　　第五章對本文的研究工作進行了總結(jié)，指出了上述