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摘要：我们通过在油酸和1-辛胺的混合溶剂中加入立方ZnSnO3纳米颗粒，合成了蝌蚪状Sn/Zn2SnO4 (P-Sn/ZTO)异质结构。能谱表明P-Sn/ZTO纳米结构的茎是由ZTO构成。P-Sn/ZTO纳米结构的顶端组成是以Sn为核和ZTO为外壳。并且Sn的位置可以被控制在Zn2SnO4纳米线的尖端。实验证据表明1-辛胺在混合溶剂中充当还原剂，使四价的锡还原为单质锡。油酸在控制Zn2SnO4的形态方面起着重要作用。此外，P-Sn/ZTO结构表现出了极好的气敏活性性，因此P-Sn/ZTO是一种非常有前途的气敏材料。40151
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毕业论文关键词：Sn/Zn2SnO4、纳米材料、气敏性
Controlling and Fabrication of Sn/Zn2SnO4 heterostructure nanocrystal and
their gas sensing properties
Abstract: Polliwog-like Sn/Zn2SnO4 (P-Sn/ZTO) heterostructures have been fabricated by reducing cube-like ZnSnO3 nanoparticles in the mixed solvent of oleic acid (OA) and 1-octylamine. Energy-dispersive Xray spectrometry indicates that the stems of P-Sn/ZTO nanostructures are composed by ZTO, and the tips of the P-Sn/ZTO nanostructures are formed by the core of Sn and the shell of ZTO. And the position of Sn can be controlled at the tip of Zn2SnO4 nanowires. Adequate evidences demonstrate that 1-octylamine in the mixed solvent acts as the reducing agent to salt out elementary substance Sn, and the OA plays the important role in controlling the morphology of Zn2SnO4. In addition, the P-Sn/ZTO structures exhibited excellent gas sensing properties, and the P-Sn/ZTO is a promising potential gas sensing material.
Keywords: Sn/Zn2SnO4; Nanometer materials; Gas sensing property
1 前言
异质结构纳米材料的合成和设计已成为近年来研究的热点，因其在界面呈现有趣的物理现象，所以在制造功能器件和多功能的器件方面有光明的前景，并且这些复合材料可能有理想性能[1]。以半导体为基础的异质结构的组成和形态可以调节材料的属性，并且发现它在生物医药、光催化和纳米设备方面具有潜在的应用[2-11]。在纳米系统中，金属半导体接触异质纳米材料因为它们独特的电子，光学，催化性质和潜在的应用在未来发展光电设备方面引起了极大的关注[5-11]。许多多功能金属半导体纳米结构可以通过湿化学方法合成，到目前为止的路线,包括核壳结构，例如：Au@ZnS, Au@Ag2S, Au@CdS, Au@PbS[12-15] , 以及通过把金属附加到顶端或点缀到半导体上，例如：Au-CdS, Au-CdSe, Pt-CdS, and Au or Ag on ZnO[16-18]。然而，控制纳米颗粒的位置和形态是非常具有挑战性的，因为不同材料之间的界面有不同的晶体结构、晶格尺寸、热稳定性和化学反应[19]。
三元氧化物Zn2SnO4(ZTO)是一种重要的半导体材料，它的带隙为3.6 eV。由于它的高电子迁移率、高导电性和低可见吸收，ZTO在光电设备、可燃气体、湿度检测、光电化学、功能涂料、透明导电电极方面有应用前景[20-23]。ZTO应用在多领域，已经发现的有可作为阳极光催化降解水溶液有机污染物，作为锂离子电池阳极，染料敏化太阳能电池工作电极(DDSC)等 [24-26]。直到现在，大多数ZTO的报道集中在合成纳米材料的尺寸和形貌控制，但也有一些报道是关于金属/ZTO异质结构[27-29]。然而，Sn/ZTO异质结构的合成从未被报告过。
在该论文中，我们利用油酸和1-辛胺的混合溶液合成了P-Sn/ZTO异质结构。能谱和透射电子显微镜(TEM)研究表明，P-Sn/ZTO异质结构的茎和顶端的成分不同，并且茎沿[111]方向生长。我们详细研究了P-Sn/ZTO异质结构的生长机理和气敏活性。
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