ZnxCd1-xS的可控合成及其光学性质的研究*
2011-01-24崔华楠石建英戚小莺
崔华楠,石建英,2,戚小莺
(1.中山大学化学与化学工程学院,广东 广州 510275;2.广东省环境污染控制与修复技术重点实验室,广东 广州 510275)
CdS和ZnS都是具有广泛应用前景的直接带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料[1-2]。由于量子尺寸效应的存在,CdS和ZnS纳米晶的光学性质可以通过其粒子尺寸的改变而连续可调;同样,对于三元化合物ZnxCd1-xS,可通过改变其化学组成,而获得连续可调的光学性质。ZnxCd1-xS的禁带宽度随着化学组成的改变而改变,已经作为一种可见光下光催化分解水产氢的催化剂[3]。通过改变ZnxCd1-xS的组成,可以获得从紫外光到可见光范围内连续可调的发光器件。此外,ZnxCd1-xS薄膜作为宽带隙窗口材料,已经在异质结太阳能电池和光电导器件方面得到了广泛的应用[4-6]。
目前高质量的ZnxCd1-xS的合成已经取得了很大的进展。Zhong等[7]在高温下通过CdO、ZnO和油酸的混合物与单质硫在十八碳烯溶液中反应制备了具有窄的尺寸分布、高的荧光量子产率的ZnxCd1-xS;Li等[8]在相对低的温度热解 Cd(exan)2和 Zn(exan)2混合物制备了高质量的ZnxCd1-xS;微乳法及水热生长过程同样应用于ZnxCd1-xS 的合成[9-10]。在这些合成方法中,通常需要苛刻的条件,如高温晶化、有毒的试剂或复杂的合成设备等。在相对温和的条件下制备半导体ZnxCd1-xS,在材料研究领域仍具有重要意义。
在以无机盐为原料,通过沉淀-水热过程合成组成可调的 ZnxCd1-xS纳米材料[11]之后,本文采用简单、经济并且容易控制的用于合成纳米ZnxCd1-xS的方法:以氯化锌、氯化镉及硫脲作为原材料,在乙二醇溶剂中加热回流1 h即可得到组成可调的ZnxCd1-xS纳米材料。……
