超声合成硫化锌纳米晶：光学特性和尺寸控制

"室温水溶液中硫化锌纳米晶的超声合成及其光学特性 - 吴会杰，李庆" 本文研究的核心是硫化锌纳米晶的制备及其光学特性，采用的方法是在室温（25℃）水溶液中利用超声技术，以β-环糊精作为表面活性剂进行合成。这种方法的独特之处在于能够在相对温和的条件下得到粒径分布均匀且直径约为30纳米的硫化锌纳米晶。 通过多种分析手段，如粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)以及荧光光谱仪(PL)，对合成的硫化锌纳米晶进行了全面的表征。XRD结果证实了产物具有闪锌矿结构，这是硫化锌的优选形态，因为闪锌矿结构的硫化锌在电学、磁学、光学和催化等方面展现出优良的性能。SEM和TEM的观察则进一步确认了纳米晶的尺寸和形貌。 光学性质方面，研究发现硫化锌纳米晶在吸收紫外线时表现出明显的蓝移现象，这意味着其能带结构因量子尺寸效应而发生变化。此外，紫外-可见分光光度计的测量结果显示，在可见光区域的410nm处有强烈的荧光发射峰，这表明硫化锌纳米晶在光电器件和光电转换应用中可能有潜在的应用价值。 硫化锌作为II-VI族的直接宽带隙半导体材料，因其300K温度下禁带宽度为3.66eV、高折射率和高能见度，成为科研领域的热点。其两种结构——纤维锌矿（α-ZnS）和闪锌矿（β-ZnS）中，闪锌矿结构在实际应用中更具优势。因此，控制和优化硫化锌纳米晶的粒径以改善其光学性能是当前纳米材料研究的重要方向。 现有的硫化锌合成方法多样，包括表面活性剂辅助的软化学法、微乳液法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法、LB膜法和溶剂热合成法等。然而，本研究提出的超声合成法在室温下即可完成，具有操作简便、条件温和的优点，有望成为制备硫化锌纳米晶的一种高效途径。 关键词：硫化锌；纳米材料；超声合成；光学性质 中图分类号：O611.61 这项研究为理解硫化锌纳米晶的形成机制、改进制备工艺以及探索其在光电领域的新应用提供了理论基础和实验依据。未来的研究可能聚焦于优化合成条件以获得更理想的光学性能，或者探索硫化锌纳米晶在传感器、太阳能电池、LED照明等领域的应用潜力。