以熱溶劑合成法製備一維奈米材料之異質結構

Abstract

一維奈米材料之異質結構由於其表現出與以往由單一成分所組成之結構於相關 性質上的優越性，且其應用在相關的光電元件具有相當大的潛力，於近年來吸引了諸 多的研究熱潮。在合成與製備各式一維奈米結構的方法中，除了現今最常被運用的蒸 汽-液體-固體(vapor-liquid-solid)之氣相法外，各種以液相反應為系統來成長一維奈米 結構的合成法，於近年來有相當蓬勃的發展；由於以液相法來製備一維奈米結構相較 於氣相法乃具有較多的材料選擇性與較溫和的反應系統，因此，我們採用液相法中之 熱溶劑合成法的方式，來製備一維奈米材料之各種異質結構。 本計畫嘗試以熱溶劑合成法來製備各種奈米線之異質結構，包含Type-II 核殼奈 米線與多元合金奈米線等。我們先嘗試以改良之熱溶劑合成法來製備多種高純度之單 晶半導體奈米線，例如CdSe，CdTe 與ZnTe；之後，經由奈米線之表面改質的動作來 增加核心奈米線對於殼層材料之先驅物分子的親和力，待先驅物分子能完整地吸附於 核心奈米線表面上時，藉由爾後的反應條件的操控使先驅物產生裂解，而形成一殼層 於核心奈米線表面上，於是Type-II 核-殼奈米結構(例如CdSe-ZnTe)便可獲得。此外， 利用共同進料反應先驅物的方式，我們將於單一步驟下在熱溶劑的反應系統內來製備 多元合金奈米線結構，並經由適當之熱處理程序與退火過程使合金組成發生相分離， 進而形成由雙成分團連而成的超晶格結構。在研究的過程中，我們將探討這些異質結 構之形成對於半導體奈米線之光學特性的影響，並從中建立系統性的歸納與結論，以 期能將這些一維異質結構運用到相關之光電元件上。