-1-温州大学研究生学位论文开题报告课 题 名 称 ：半导体碲纳米材料的可控制备与性质研究 研究生 姓 名： 关卫鹏 导师姓名职称： 王舜 教授 所 在 院、系： 化学与材料工程学院学 科、 专业： 有机化学 研 究 方 向： 应用有机化学 温州大学研究生部2008 年 1 月 14 日-2-说 明一、研究生开题报告各项内容，要实事求是，逐条认真填写。表达要明确、严谨，字迹要清晰易辨，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。二、参加开题报告评议组成员，应具有副高职以上职称。硕士学位研究生开题报告，评议组成员不得少于三人。每个评议组应有一位组长，评议组组长应具有教授职称。每个评议组可另有一位记录员，记录员应具有讲师以上（含讲师）职称，并应熟悉相应专业。三、开题报告应对评议组成员所提出的问题及研究生的回答给出具体、准确的记录。开题报告结束后，由评议组成员综合评议组成员的意见，写出具体评议结论。并由专业负责人审核签字后，报研究生部备案。四、本报告中，由研究生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,应不少于3000 字。第二页以后各栏空格不够时，可另行加页。五、根据论文工作的最终研究结果，所提交学位论文的题目可以在本开题报告的基础上有适当改动。六、本开题报告一式三份，学生个人和导师留一份，学位点留一份，交研究生部一份备案（除签字以外必须打印） ，研究生部不负责查询。-3-姓名 性别 年龄 入学时间 开题时间关卫鹏 男 28 2006-9-12 2008-1-14课题来源 浙江省自然科学基金报告时间 2008-1-14姓名 职称 姓名 职称黄少铭 教授王稼国 教授王舜 教授开题报告评议组成员马德锟 博士评议组对课题及报告的评议：评议组组长： 学位点负责人意见：-4-学位点负责人： 年 月 日-5-一、 立论依据（所选课题的科学意义和应用前景，国内外研究现状分析，主要参考文献目录）：目前，广义的纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围内或由它们作为基本单元所构成的材料，如果按维数，纳米材料可以分为三类；（i）一维，指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米线、纳米棒、纳米管等；（ii）二维，指在三维空间中有一维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等；（iii）三维，指空间三维的纳米复合微球和核壳结构，以及柱体、块状纳米结构材料等。通过对各种尺度的纳米材料的精确合成、复合和组装，人们期待在这一尺度上强化材料的光、电、磁、催化等各类性能，并且实现相互之间的转换，以期突破当今微电子工业发展的瓶颈，并在化工、医药、环境等传统和新兴工业中开拓出新的领域。因此，纳米材料的研究成为当今物理、化学等学科中一个非常活跃的研究领域。近年来，由于纳米尺寸的硫属元素在常温下显示了许多奇特的因尺寸而变化的性质，存在很大理论和应用研究潜力，受到了广泛研究。半导体碲纳米材料具有优异的光导性、热电性、压电性、偏振性以及非线性光学响应等性能，其在电子学和光电子学等领域具有潜在的广泛用途，已引起广大科学工作者的高度关注。单质碲有三种晶型:三方型碲及两种高压下出现的 4-7Gpa 稳定的 型和 7Gpa以上稳定的 型。灰白色的三方型碲，带有金属光泽，熔点 452，沸点 990，是一种窄带隙(直接禁带宽度为 0.32eV)的元素半导体材料。一般为 P 型材料。电子和空穴迁移率分别为 910-2m-2/(Vs)和 5.710-2m-2/(Vs)。相当脆，易-6-于粉碎，是热的不良导体，难溶于不与它发生化学反应的任何液体中。其由于缺少中心对称性，三方碲材料展现了比石英和 CdS 更强的压电作用 1。碲可与、族元素分别构成二元、三元化合物半导体，是制备光电器件、热电器件的理想材料。最近，单质 Te 的性能与化学制备研究受到物理、化学和材料学家们的高度重视。庄飞等的理论研究表明:各向异性椭圆形的碲材料可能是一种有希望的光子晶体 2。晶体碲在近红外、红外波段具有许多独特的光学性质而被深入研究过 3-6。除此之外，利用碲合成的各种碲化物也具有非常优异的性能，如 Bi2Te3、 PbTe、(Bi xSb1-x)2Te3、 , CsBi4Te6等是目前很有前途的热电性材料，尤其是纳米尺度 PbTe，一些研究者发现低维(量子阱、量子线、量子点)PbTe 是很好温差电材料 7-10；再比如 CdTe11纳米晶在室温下即可显示其发光特性随尺寸变化的量子限域效应，其发光范围包括整个见光区和近红外区，可望在红外探测、光电调节器、生物示踪等方面形成广泛的应用；ZnTe 也是很好的光电材料，可用于绿光发光二极管；HgCdTe 是红外探测器材料，用它可以做出任何波段的优质红外探测器，在国防现代化，空间技术等方面起着重要的作用。因此开展半导体碲纳米材料的合成、结构及性能的关系研究具有重要价值。碲主要用途是与 Zn, Al, Pb 等制造合金，以增加其坚硬性和耐磨性。铋锑硒碲合金是重要的温差电材料，被用来发电或致冷，广泛使用在宇宙动力系统、航标、高空天气记录仪表、军用雷达冷却器及潜艇空调装置中。国内外一些研究小组已制备出不同形貌的一维和二维纳米结构的纳米碲材料，如 Mayers 等 12-13采用多元醇回流法合成了碲的多种一维纳米结构(纳米棒、纳米-7-线和纳米管)；Zhao 等 14以多孔氧化铝为模板合成了碲纳米线阵列；Liu 等 15-16用联氨还原法、表面活性剂辅助下的亚硫酸钠还原(NH 4)2TeS4法以及酸碱辅助的不均衡合成法制备了不同尺寸的碲纳米线。最近宾夕法尼亚州大学材料研究所利用淀粉还原碲酸合成了碲纳米线 17;Qian 等 18利用聚乙烯吡咯烷酮还原法制备了碲纳米带；国内中国科技大学的钱逸泰院士的课题组采用水热法制备了碲纳米线 19-20、纳米带 21和纳米管 22；Rao 等 23用水热法制备了碲的纳米带和纳米 Y 型和 T型体;Kim 24等在氩气氛围下，硅片上沉积碲的纳米管；Tyagi 25等考察了 PVP 辅助下合成的碲纳米线的荧光效果进行了评论；Yu 等合成了 200-300 纳米宽，几百微米长的碲的纳米带 26和直径为 4-9 纳米的碲的纳米线 27；胡寒梅 28等高分子辅助水热的方法制备单晶碲纳米管；朱俊杰 29等用超声诱导制备了碲的纳米晶；Pola30等用激光气相热解二甲基碲制备了碲的薄膜；Kotov 31等制备了镜子般的具有光导性能的碲纳米线层层组装薄膜;Zhu 32等采用超声的方法制备了碲的纳米杆和纳米晶；Li 33等对合成的碲的微管进行了磁学性质的研究；Komarneni 34采用生物分子辅助还原制备碲的纳米线.但目前有关具有二维层状结构的纳米碲材料以及具有三维结构如碲纳米枝晶和碲纳米花型的制备与生长机理尚未见文献报道，同时目前广泛采用的碲源大都是不稳定的碲酸或剧毒的碲化氢等，为此，本课题尝试以普通的具有高度稳定性的低毒的橡胶促进剂二乙基二硫代氨基甲酸碲为碲源，利用二硫代水杨酸液相还原法制备具有一维（纳米线、棒、管）、三维（纳米花型和纳米枝晶）结构的纳米碲材料，并用高温热解法制备二维层状结构的碲纳米薄膜，并对其结构、组成进行相应表征。-8-碲及碲化物的纳米材料的研究与应用存在很大的潜力。特别在碲及碲化物纳米材料的物性测试研究方面有很大的发展空间，从合成、组装到性能测量、到应用器件的制备还有很长的路要走。积极参与和跟踪国际上这方面的先进研究，对发展我国碲应用工业有很大的意义。参考文献：1 K Araki, T Tanaka. Jpn J. Appl. Phys., 1972, 11, 472.2 F Zhuang, S L He, J P He, S S Feng, Acta Phys. Sin., 2002, 51, 355.3 E Gerlach, P Grosse. The Physics of Selenium and Tellurium. Spring-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1979.4 R A 史密斯, 半导体 , 科学出版社, 1966.5 姚凤仪，郭德威等 无机化学丛书 , 第五卷, 科学出版社,1990.6 沈学础, 半导体光学性质 , 科学出版社, 1992.7 Z Tang, N A Kotov, M.Giersig. Science., 2002, 297, 237.8 L S Li, J T H u, W D Ya ng, A P Alivisatos. Nano letters., 2001, 1, 349.9 K Jacobs, J Wickham, A P Alivisatos. J. Phys. Chem. B., 2002, 106, 3759.10 A L Rogach, Mater. Sci. Eng. B., 2000, 69, 435.11 Z Tang, N A Kotov, M Giers. Science., 2002, 297, 237.12 Mayers B, Xia Y N. Adv. Mater., 2002, 14, 279.13 Mayers B, Xia Y N. J. Mater. Chem., 2002, 12, 1875.14 Zhao A W, Ye C H, Meng G W, et al. J. Mater. Res., 2003, 18, 2318.15 Liu Z P, Qian Y T. New J. Chem., 2003, 27, 1748.-9-16 Liu Z P, Qian Y T. Langmuir., 2004, 20, 214.17 Lu Q Y, Gao F. Sridhar K. Langmuir., 2005, 21, 6002.18 Qian H S, Yu S H. Langmuir., 2006, 22, 3830.19 Xi B J, Qian Y T. Crystal Growth & Design., 2007, 7, 1185.20 Xi G C, Qian Y T. Crystal Growth & Design., 2006, 6, 2567.21 Mo M S, Qian Y T. Adv. Mater., 2002, 14, 1658.22 Xi G C, Qian Y T. Crystal Growth & Design., 2005, 5, 325.23 U K Gautam, C N R Rao. J. Mater. C hem., 2004, 14, 2530.24 P Mohanty, T Kang, B Kim. J. Phys. Chem. B., 2006, 110, 791.25 M Roy, S Sen, S K Gupta, A K Tyagi, Langmuir., 2007, 23, 10873.26 Z He, S H Yu, J. Phys. Chem. B., 2005, 109, 22740.27S H Yu. Langmuir., 2006, 22, 3830.28 胡寒梅等 ,无机化学学报 .,2007,23,529.29 朱俊杰等 ,2005 年纳米和表面科学与技术全国会议（北京）与论文摘要集 .30 J Pola, J. Anal. Appl. Pyrolysis., 2004, 71, 739.31 Y Wang, N A Kotov. Adv. Mater. 2006, 18