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第三章 PbSe纳米线的表征 15
3.1 扫描电子显微镜及能谱分析 15
3.2 能谱分析 19
3.3 X射线衍射分析 21
3.4 本章总结 22
致谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1 引言
纳米材料是近年来备受关注的材料。作为与生物科学、环境科学、信息科学并驾齐驱的未来4大研究领域之一，具有十分广阔的发展前景[1-7]。纳米材料的尺寸范围为1-100nm，纳米材料的可控制备对温度，反应时间及反应物的量的要求非常苛刻，微小的变化都会导致所合成的纳米材料的尺寸或形貌的变化。由于其在生活、生产中的广泛应用，使得关于纳米材料的研究日益增加，并且催生了一大批与之相联系的相关学科并推动了他们的发展。
纳米材料的发展对我们生活的改善有巨大的作用。纳米材料凭借其比普通材料更好的光电性质，在太阳能电池、热电转换、场效应管等领域拥有广泛的应用。
而PbSe作为一种过渡族铅的金属硫化物，它的带隙宽度很小，并且在红外波段有很好的响应效果。因此，在红外探测与传感方面有较好的应用[8]。随着纳米科技的发展，人们对PbSe等硫系半导体材料的研究已不在只满足于其合成方法，越来越多的关于PbSe生长机理、可控制备及其性质的研究映入眼帘。
PbSe的光学性能受到其形貌与尺寸的影响，因此，本文着重来进行PbSe纳米线尺寸的可控制备与研究，并对其尺寸的影响因素进行分析与论证。
1.2半导体纳米材料简介
半导体是一种介于导体与绝缘体之间的材料。导体具有电阻率非常低的特点，因此很难改变导体的电导率。绝缘体的电阻率虽然非常高，但想通过施加外压或掺杂来改变电阻率也很困难的。然而半导体的电导率能通过偏压或掺杂来改变。要想要得到能够很好改变其电阻率的材料，就只能寄希望于半导体材料。
纳米晶半导体是一种由过渡族元素组成的纳米颗粒。近年来，尺寸为1-20纳米的纳米材料已经成为纳米科技研究领域的一个重要的组成部分。在普通的块体材料中，通常只有很小的一部分原子位于材料界面或表面。而在具有纳米尺寸的材料中，由于材料的小尺寸特性，有几乎一半甚至更多原子位于材料表面。由于表面性质如能级、反应活性和电子结构等与材料内部状态和性质有很多差异，因此会产生一些奇异的现象。
纳米晶半导体作为纳米材料的一种，具有广泛的应用前景。纳米晶半导体材料凭借其光谱响应范围广，荧光性能好，因而在红外激光器，发光二极管，生物荧光标记等领域有重要作用。
1.3 纳米材料的特殊效应
1.3.1 量子尺寸效应
当粒子尺寸降到临界值时，会出现费米能级附近电子能级从准连续能级变为分立能级或出现能隙变宽的现象[9]。量子尺寸效应会导致纳米材料在光、热、电、磁、声等方面性质与传统宏观块体材料有明显的差异。如：一般生活中接触到的普通的银是导体，而纳米尺寸为10nm以内的纳米银则是绝缘体。在比如：一般的CdTe半导体很难发光，而CdTe纳米晶则会出现明显的发光现象。并且通过调节CdTe纳米晶尺寸的大小可实现发光光谱的可控调节。
1.3.2 表面效应
表面效应又称为界面效应。纳米晶的表面效应是指：当纳米颗粒的直径减小到与原子直径相似时，纳米粒子表面的原子数于与总原子数之比急剧增加。纳米颗粒的表面积迅速变大，表面原子数目迅速增加。表面原子数目过多导致配位不足，因而使得颗粒表面产生很高的化学活性，变得极不稳定。