基本信息
- 项目名称：
- 气/液界面上生成的单晶PbS三角形纳米环
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 在气/液界面上制备了单晶PbS三角形纳米环，并用透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）以及紫外分光光度计对其进行了表征。同时，我们成功制备出的PbS纳米环，对其光学性质进行了测定，发现其性质非常适用于制备太阳能电池和光学器件，这对太阳能电池和光学器件的发展有很好的推动作用。
- 详细介绍：
- PbS三角形纳米环是由花生酸（AA）Langmuir单层膜模板的诱导下由液相中的Pb2+与气相中的H2S通过界面反应生成的单晶PbS纳米三角锥转变而来的。PbS纳米三角锥具有岩盐结构，其基面为（111）晶面，且与气液界面相平行。由于纳米锥的尖端具有较高的表面自由能，液相中Cl- 离子对三角锥中的Pb2+进行选择性刻蚀，最终导致了三角环的形成。可以通过改变实验条件控制纳米三角环的尺寸；随着纳米三角环尺寸的改变，其光学性质也发生了改变。 我们了解，至今没有对PbS纳米环的报道，而且也没有运用选择性刻蚀制备无机纳米环的研究。我们开创了一条制备无机半导体纳米环结构的新的道路，我们的工作对相关领域的科研工作具有很好的启示作用；同时，我们成功制备出的PbS纳米环，对其光学性质进行了测定，发现其性质非常适用于制备太阳能电池和光学器件，这对太阳能电池和光学器件的发展有很好的推动作用。
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 利用选择性刻蚀成功制备出PbS三角形纳米环是一项开创性的工作，我们撰写论文发表以公布其成果。我们系统性的介绍了科研前期准备、科研过程、以及在本领域取得的开创性成果。
科学性、先进性及独特之处
- 运用选择性刻蚀成功制备出无机PbS纳米环的研究，尚无先例，我们开创了一个制备无机纳米环结构的新思路，该成果制备半导体纳米材料科研领域具有很大的启示作用。
应用价值和现实意义
- PbS纳米环独特的光学性质可以用作太阳能电池和光学器件的材料。我们成功的运用选择性刻蚀制备出PbS纳米环, 对本领域的科研具有很大的启示作用，对制备无机半导体纳米器件开创了一条新的道路，同时对太阳能电池和光学器件原料的制备也具有重要意义。
学术论文摘要
- 在气/液界面上制备了单晶PbS三角形纳米环，并用透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）以及紫外分光光度计对其进行了表征。PbS三角形纳米环是由花生酸（AA）Langmuir单层膜模板的诱导下由液相中的Pb2+与气相中的H2S通过界面反应生成的单晶PbS纳米三角锥转变而来的。PbS纳米三角锥具有岩盐结构，其基面为（111）晶面，且与气液界面相平行。由于纳米锥的尖端具有较高的表面自由能，液相中Cl- 离子对三角锥中的Pb2+进行选择性刻蚀，最终导致了三角环的形成。可以通过改变实验条件控制纳米三角环的尺寸；随着纳米三角环尺寸的改变，其光学性质也发生了改变。 据我们了解，至今没有对PbS纳米环的报道，而且也没有运用选择性刻蚀制备无机纳米环的研究。我们开创了一条制备无机半导体纳米环结构的新的道路，我们的工作对相关领域的科研工作具有很好的启示作用；同时，我们成功制备出的PbS纳米环，对其光学性质进行了测定，发现其性质非常适用于制备太阳能电池和光学器件，这对太阳能电池和光学器件的发展有很好的推动作用。
获奖情况
- 论文于2009年3月发表在国际SCI核心期刊“crystal growth & design”。 杂志影响因子为4.046 2009年6月获得“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- (1) Yang, J.; Fendler, J. H. J. Phys. Chem. 1995, 99, 5505. (2) Belman, N.; Berman, A.; Ezersky, V.; Lifshitz, Y.; Golan, Y Nanotechnology 2004, 15, S316. (3) Berman, A.; Belman, N.; Golan, Y. Langmuir 2003, 19, 10962
同类课题研究水平概述
- PbS是一种非常重要的直接带隙半导体材料，有着较小的能带间隙（300 K时为0.41 eV）和较大的激子波尔半径（18nm）。PbS纳米粒子由于其独特的性质被应用于太阳能电池和光学器件的制备中，而引起广泛的关注。由于纳米晶体的性质与其尺寸和形状密切相关，人们制备了大量的大小可控的球形PbS纳米粒子。同时，研究者还利用多种方法合成了各种形貌的PbS纳米粒子，如立方体、星形和花形、线状、棒状、管状和空心球，并进一步研究了其结构和性质。近年来，环状纳米结构受到越来越多的关注。研究者们利用纳米带或者纳米线的自我卷曲、纳米粒子的取向连接、无机或者聚合物多孔结构的模板效应以及蛋白质或者DNA的软模板作用制备了各种无机材料，如BN、GaN、ZnO、PbSe等的环状结构。 目前，选择性刻蚀的方法被广泛地应用于单晶空心纳米颗粒，如Cu2O纳米笼，MnO2和ZnO纳米管以及铁氧化物纳米环的制备。刻蚀剂通常会吸附在界面自由能相对较高的晶面或棱角上并结合金属离子形成可溶性组分，使纳米晶的一部分渐渐溶解，最终形成中空纳米颗粒。 据我们了解，至今没有对PbS纳米环的报道，而且，也没有运用选择性刻蚀形成无机纳米环的研究。我们开创了一条制备无机半导体纳米环结构的新的道路，我们的工作对相关领域的科研工作具有很好的启示作用；同时，我们成功制备出的PbS纳米环，对其光学性质进行了测定，发现其性质非常适用于制备太阳能电池和光学器件，这对太阳能电池和光学器件的发展有很好的推动作用。
