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过渡金属硫化物纳米材料因其优异的光学、电学、磁学、光催化特性和广泛的应用前景而受到科学界的极大关注。研究表明,材料的内在结构对其新颖特性的形成起着关键作用,这可以通过组分控制、掺杂、构建超晶格等现代纳米技术来实现。另外,由于有机分子易剪裁和加工的特性,当与无机物复合后,可以优化无机材料的性能。本论文通过掺杂技术,对铜基硫化合物进行结构改造,研究了超晶格结构对其光电子输运特性的影响。通过无机/有机复合技术,解决了无机/有机界面失配问题,提出了新的界面结构模型,并对其光电子输运特性进行了合理解释。相关研究工作主要有以下几个方面: 1.用简单的湿化学方法合成了一系列S2自掺杂的Cu7.2Sx超晶格纳米线。以硝酸铜、氢氧化钠和硫粉为原料,碱溶液作为S粉的活化剂。通过控制S粉的量使其在碱溶液中产生特定量的S22-二元硫离子,180℃的温度下反应,调控Cu7.2S4晶格中S/S2的比例制备一系列Cu7.2Sx超晶格纳米线。分别通过紫外吸收、拉曼光谱进行了分析指认了Sn2-多元硫离子的存在。具有完美的超晶格构型的Cu7.2S6.20是由Cu-S以及Cu-S2这两原子层交替形成的,这是我们目前所知的最短周期的超晶格结构,并研究了其光电特性以及光电子输运特性。 2.以无机盐和S粉为反应物采用溶剂热法合成了一系列的锌掺杂的CuS异质构型的类花状纳米晶。锌的掺杂量在这些化合物中起着重要的作用,一方面,Zn2+作为“浅电子陷阱”能有效地促使电荷地分离;另一方面,锌的掺杂含量影响着晶体内部的压应力,影响着超晶格的形成。具有完美类花状的超晶格构型的Zn0.49Cu0.51S,锌原子与铜原子的含量在晶格中达到均衡分布,晶体内部应力平衡,其具有最佳的光电响应性能以及最高的光催化降解活性。 3.通过简单的溶剂热法,把ZnS纳米晶(量子点)与双硫端基配合物Zn(S)2L(L=4′-(4-(3-(N-己基咔唑基)乙烯基)苯基)-2,2′:6′,2?-三联吡啶)复合,合成了ZnS/Zn(S)2L无机/有机复合材料。拉曼和红外表征结果证实,配合物Zn(S)2L是通过它的两个端基S原子与ZnS纳米晶表面Zn原子配位键合在一起,这种新的“桥接”型界面结构是一种π桥结构,不仅解决了无机/有机界面失配问题,而且提供了电子迁移的最佳途径,有利于有机部分的电子向无机组分迁移。因此,复合材料表现出独特的光电子特性。我们通过荧光光谱、表面瞬态光电压技术等进行了系统的表征和阐述。