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近年来,随着纳米科学技术的发展,磁性纳米结构材料由于其特殊的磁性能使其成为研究的热点,如作为高密度记忆存储装置和磁场传感器等,因此研究磁性材料的制备和特性是非常有意义的,而其中的磁性金属硫化物半导体纳米材料具有特殊的非线性性质、荧光特性、量子尺寸效应和其它的重要物理化学性质,因而具有广泛的应用前景。喷雾热解技术被广泛用于制备各种薄膜材料,其相关工艺参数的控制是获得高质量的薄膜的关键。
本论文主要包括以下内容:
利用喷雾热解方法,以CoCl2 .6H2O、硫脲为前驱液,300℃温度下,在玻璃衬底上沉积得到了Co9S8纳米多晶球壳,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对样品进行了观察和测试,结果证实了产物为直径约500nm,形状相似但不规则的Co9S8球壳,并对其生长机理进行了初步研究。
利用改进的超声雾化热解装置沉积了硫化钴薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和阻抗分析仪(LCR)等测试手段,对硫化钴薄膜的结构和性能进行了表征。研究了生长条件,如前驱体溶液浓度、衬底温度、衬底到喷嘴的距离对硫化钴薄膜的结构和性能的影响。实验结果表明,适当的生长条件有利于制备均匀致密的Co9S8薄膜;当前驱体溶液CoCl2.6H2O与硫脲浓度比为0.05:0.2(mol/L)、衬底温度为300℃、载气流量为6L/min、衬底到端口的距离为10cm,沉积出质量较高的硫化钴薄膜。最后分析了所得薄膜的介电性质。
在不同磁场下,采用改进的喷雾热解法,以CoCl2.6H2O、硫脲为前驱液,在非晶衬底上成功地制备了硫化钴的Co9S8和Co3S4混合相、Co3S4纳米球、纳米线。运用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等仪器对产物进行了表征。结果表明硫化钴在硫脲过量的情况及不同磁场强度下,逐渐由Co9S8和Co3S4混合相向Co3S4转变,并且部分样品中有纳米线的生成。我们研究认为磁场诱导了Co3S4纳米线的生长,并对化学反应的速率、形貌及微观结构及产物相变产生了影响。同时,对Co3S4纳米球、纳米线的形貌和生长机理进行了初步探讨。