现代无机合成
无机化学合成方法

无机化学合成方法无机化学合成方法指的是通过化学反应将原材料转化成所需的无机化合物的方法。
在实验室中,无机化学合成方法是一种常用的手段,广泛应用于材料科学、催化剂制备、功能材料设计等领域。
本文将介绍几种常见的无机化学合成方法。
1. 沉淀法沉淀法是一种常见的无机化学合成方法,通过控制反应条件,使溶液中的溶负离子与溶正离子发生反应生成沉淀。
沉淀法常用于合成无机盐类、氧化物和氢氧化物等无机化合物。
例如,制备氢氧化铜的实验中,可以将铜盐加入氢氧化钠溶液中反应生成深蓝色沉淀。
2. 水热合成法水热合成法是利用高温高压水溶液中的热力学参数,以及水分子的溶剂能力进行合成的方法。
该方法广泛应用于制备陶瓷材料、纳米颗粒、多孔材料等。
水热合成法具有简单、环境友好等优点。
例如,通过水热合成方法可以制备出具有特定形状和尺寸的二氧化钛纳米颗粒。
3. 气相合成法气相合成法是一种将气体反应物在高温条件下进行化学变换的合成方法。
气体反应物经过一系列反应,形成所需的无机化合物。
常见的气相合成方法包括化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)和物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)。
气相合成法广泛应用于薄膜的制备、纤维材料的合成等领域。
4. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将溶液转变为凝胶或固体的合成方法。
通过溶胶-凝胶法可以合成出具有特定形貌、结构和功能的无机材料。
该方法具有制备复杂形态材料的能力,广泛应用于催化剂的制备、光催化材料的合成等。
例如,通过溶胶-凝胶法可以制备出二氧化硅凝胶材料,具有高比表面积和孔隙结构,可用于吸附分离、催化反应等领域。
总结:无机化学合成方法是实验室中常用的方法之一,通过控制反应条件和选择合适的原料,可以合成出各种无机化合物。
本文介绍了沉淀法、水热合成法、气相合成法和溶胶-凝胶法四种常见的无机化学合成方法。
这些方法在材料科学、催化剂制备和功能材料设计等领域具有重要的应用价值。
21世纪无机化学学科的动向和趋势-PPT课件

4、固体无机化学
• (1)超导材料
• 20世纪超导研究以物理学为主,但与室温超导 材料的前景尚有很大距离(发展史见附)。21 世纪室温超导化学必然发展,关键在于这些混 合氧化物和超导机理至今尚未被科学家们认识 和理解。人们不能解释混合氧化物超导体为什 么离不开Cu、Ba、Y、Bi这些元素;不能解释 它们的组成为什么和超导性有关;也不能解释 电子在这类结构材料中的运动和超导性的关系 。
8、非金属化学
• 20世纪非金属无机化学最突出的两个领 域是稀有气体和硼烷化学
• (1)稀有气体发现史见附。至2019共合成了 上百种含氙化合物(氧化物、氟氧化物、含氧 酸盐),1963年又合成了KrF2。 • 直到2019年才有了突破,芬兰赫尔辛基大学合 成了一系列新型稀有气体化合物-- HXY,X=Xe,Kr,Ar Y=H,F,Cl,Br,I,CN,NC,SH.(包 括首例氩化合物-HArF的合成) HArF的合成 为合成氖甚至氦的类似化合物带来了希望。 • 最近又有报道,一个德国小组合成了稀有气体 原子用作配体的第一例[AuXe4][Sb2F7]2,看来 合成稀有气体的思路还要扩大。
(2)无机晶体材料
非线性光学性质的无机晶体(附),闪烁晶体等 具有特殊功能的无机的合成和生长是固体无机化 学研究的一个生长点。
• 5、稀土化学
• 20世纪经过大量的研究工作,发现稀土在光、 电、磁、催化等方面具有独特的功能。如含稀 土的分子筛在石油催化裂化中可大大提高汽油 产率;在高温超导材料中也缺少不了稀土元素; 在农业生产中有增产粮食的作用;硫氧钇铕可 使彩电的亮度提高一倍。 • 21世纪有待获得单一稀土元素的快速简易的好 方法;作为材料研究,在激光、发光、信息、 永磁、超导、能源、催化、传感、生物领域将 会作为主攻方向。
新型无机功能材料的化学合成及应用

新型无机功能材料的化学合成及应用随着科技的进步和人们的生活水平不断提高,各类新型无机功能材料在众多领域中得到越来越广泛的应用。
无机材料与有机材料相比,具有更强的化学稳定性、抗高温性、硬度、导电性等优秀的性能。
这种优秀性能使得无机材料被广泛应用于电子元器件、催化剂、燃料电池等领域。
本文将对新型无机功能材料的化学合成及应用进行简要介绍。
一、新型无机功能材料的化学合成1. 氧化石墨烯氧化石墨烯是一种重要的二维材料,具有优异的电学、光学、力学等性能,可广泛应用于电子器件、催化剂、光电器件、生物医学等领域。
氧化石墨烯的合成方法有很多种,比如Hummers方法、Brook方法、改良Hummers方法等,其中Hummers方法是氧化石墨烯最常用的合成方法。
2. 二氧化钛纳米晶二氧化钛纳米晶是一种重要的半导体材料,由于其良好的光电性质和光学性质,例如光催化性能良好,并且具有深深的应用前景。
二氧化钛纳米晶有几种典型的制备方法,如水热法、氧化物沉淀法、溶胶-凝胶法等,其中水热法是目前研究较多的可行方法。
3. 磷灰石陶瓷材料磷灰石陶瓷具有良好的生物相容性和组织相容性,是一种重要的生物医学材料。
磷灰石陶瓷的制备方法有多种,但最常用的是燃烧合成法。
该方法可以便捷地获得陶瓷坯,且其成本相对较低。
二、新型无机功能材料的应用领域1. 电子器件无机功能材料作为电子器件中的关键材料,可以提高电子元器件的耐磨性、导电性和耐热性,对于现代电子技术的发展具有重要意义。
例如,用于导电膜的氧化铟锡材料、用于电容器的二氧化钛材料以及用于发射材料的钨材料等都属于无机功能材料的范畴。
2. 催化剂催化剂是化学反应中的重要物质之一,它能够降低反应的活化能以及改变反应的粘度,从而促进化学反应的发生。
无机功能材料作为催化剂的关键组分,可以在燃料电池、石化等领域中发挥重要作用。
3. 燃料电池燃料电池作为最具前景的清洁能源之一,在汽车等领域中的应用前景广阔。
无机合成技术

无机合成技术无机合成技术是一种重要的化学工艺,它通过人工手段合成无机化合物。
无机合成技术在许多领域中都有广泛的应用,如材料科学、医药化学、能源开发等。
本文将探讨无机合成技术的原理、应用以及未来发展方向。
一、原理介绍无机合成技术是通过组织无机分子之间的反应,生成新的无机化合物。
这种技术涉及到多种化学反应,其中最常见的是还原、氧化、配位以及沉淀反应。
这些反应可以在高温、高压或特定催化剂的存在下进行,以实现无机化合物的合成。
在无机合成技术中,化学反应的条件是至关重要的。
例如,在高温和高压条件下,一些物质的化学性质会发生明显的变化,从而导致新的无机化合物的生成。
此外,选择合适的催化剂也可以促进反应的进行,提高合成效率。
二、应用领域1. 材料科学无机合成技术在材料科学领域中有着广泛的应用。
例如,通过无机合成技术可以合成具有特定功能的纳米材料,如金属纳米颗粒、氧化物纳米线等。
这些纳米材料在光电子学、催化剂和新能源等领域具有重要的应用前景。
2. 医药化学无机合成技术在医药化学中也发挥着重要作用。
通过无机合成技术可以合成具有特定活性的无机化合物,用于制备药物,治疗疾病。
例如,抗癌药物顺铂就是通过无机合成技术合成的。
3. 能源开发无机合成技术在能源开发领域也有着广泛的应用。
例如,通过无机合成技术可以合成高效的催化剂,用于燃料电池和光催化等能源转化过程。
此外,无机合成技术还可以合成新型能源材料,如锂离子电池的正极材料。
三、发展趋势随着科技的不断进步,无机合成技术也在不断发展。
未来,无机合成技术有以下几个发展趋势:1. 绿色合成绿色合成是无机合成技术发展的重要方向之一。
绿色合成是指在无机合成过程中尽可能减少或消除对环境的污染。
例如,采用可再生能源作为能源来源,使用非毒性的催化剂等。
绿色合成的发展将在保护环境的同时提高合成效率。
2. 纳米材料的合成纳米材料的合成将成为无机合成技术的重要研究方向。
纳米材料具有特殊的物理和化学性质,在材料科学、医药化学和能源开发等领域具有广泛的应用前景。
现代无机合成化学-电解合成

熔盐在无机合成中的应用
• 合成新材料; • 非金属元素的制取; • 氟化物的合成; • 非常规价态化合物的合成;
熔盐在冶金中的应用
• 在电解过程中作为电解质; • 在热还原过程中作为助溶剂; • 各种熔盐制备与处理工艺。
熔盐在能源领域及太阳能领域中 的应用
• 用于金属铀、钍、钚及其它锕系元素的制备;
(可能)由于表面吸附抑制晶核长大而促进新晶核生成;
• 金属离子的配位作用 —— 添加配合物有助于改善产物
沉积状态。
电解装置
1. 阳极
电解提纯:阳极为目标产物的粗制品; 电解提取:使用不溶性阳极。
2. 阴极:
1. 能够高效回收所析出的金属; 2. 面积大于阳极(10 ~ 20 %);
3. 隔膜:用于分隔阳极与阴极。
阳极反应获得目标产物。
具有极强氧化性的物质 —— O3,OF2,等等;
• 应用 普通方法难于合成的高价态化合物 —— 三价Ag,Cu,等等;
特殊高价元素的化合物 —— 过二硫酸,过二硫酸盐,H2O2, 等等。
• 注:所得产物均具有强氧化性,反应活性高且不稳定,应
注意选择电解设备、材质和反应条件。
电还原合成
E槽=E可逆 + ∆E不可逆 + IR1 + IR2
6.1 水溶液中的电解
• 金属电沉积:是指在电场作
用下,金属从电解质中以晶
体形式析出的过程,又称电 结晶。
电解精炼
电镀
电沉积 电提取
要求沉积金属与基体结合牢 固,结构致密,厚度均匀
反应目的
• 获得不易购买的特殊金属; • 比市售品纯度更高的金属; • 粉状或其它特殊形状和性能的金属; • 由废料中回收金属。
现代无机合成的内容和研究对象

现代无机合成的内容和研究对象
现代无机合成是指利用化学方法和技术,通过化学反应合成新的无机化合物的过程。
它是无机化学领域的重要分支,涉及到多种化学反应和合成方法,如溶剂热法、水热法、气相沉积法、溶胶凝胶法等。
现代无机合成的研究对象主要包括以下几个方面:
1. 无机材料的合成:无机材料是指由无机化合物制成的材料,如氧化物、硫化物、氮化物等。
现代无机合成技术可以制备出具有特殊物理、化学性质的无机材料,如高温超导体、光催化剂、催化剂等。
2. 纳米材料的合成:纳米材料是指尺寸在1-100纳米之间的材料,由于其具有特殊的物理、化学性质,在材料科学、物理、化学、生物学等领域有着广泛的应用。
现代无机合成技术可以制备出具有特殊形貌和结构的纳米材料,如纳米颗粒、纳米线、纳米片等。
3. 金属有机框架材料的合成:金属有机框架材料是一种由金属离子和有机配体组成的多孔材料,具有高度的表面积和孔隙度,可以应用于气体吸附、分离、储存等领域。
现代无机合成技术可以制备出具有特殊结构和性质的金属有机框架材料。
4. 无机功能材料的合成:无机功能材料是指具有特殊功能的无机化合物或材料,
如发光材料、电子材料、磁性材料、电池材料等。
现代无机合成技术可以制备出具有特殊功能的无机功能材料,如发光二极管、太阳能电池等。
总之,现代无机合成技术的研究对象涵盖了无机材料、纳米材料、金属有机框架材料、无机功能材料等多个领域,这些材料和材料体系在材料科学、物理、化学、生物学等领域具有广泛的应用前景。
化学物质无机合成

化学物质无机合成化学物质是现代社会中不可或缺的一部分,它们广泛应用于医药、农业、工业等各个领域。
其中,无机合成是一项重要的化学技术,涉及到合成无机化合物和材料。
本文将探讨化学物质无机合成的原理、方法和应用。
一、无机合成的原理无机合成是指通过无机化学原理和方法,将不同的无机物质反应生成目标无机物质的过程。
无机合成涉及到多种反应类型,包括酸碱中和反应、氧化还原反应、置换反应、络合反应等。
在无机合成中,化学反应的速度和产率是重要的考虑因素。
因此,在设计无机合成的过程中,需要选择合适的反应条件和催化剂,以促进反应的进行。
此外,反应物的纯度和比例也是影响合成效果的重要因素。
二、无机合成的方法无机合成方法繁多,下面介绍几种常见的方法。
1. 溶液法溶液法是一种常用的无机合成方法。
在溶液中,通过控制反应物的加入顺序和条件,可以合成出各种无机化合物。
同时,溶液法也可用于合成纳米材料,通过调控溶液中的反应条件,可以控制纳米材料的粒径和形貌。
2. 沉淀法沉淀法是通过加入一种沉淀剂,使溶液中的某些离子沉淀下来形成固体产物的方法。
此方法常用于制备无机颗粒材料和无机薄膜材料。
3. 水热合成法水热合成法是一种在高温高压水环境下进行的无机合成方法。
在水热条件下,反应速度加快,反应物更容易溶解和反应,从而促进无机合成的进行。
这种方法适用于合成金属氧化物、金属硫化物等材料。
4. 气相沉积法气相沉积法是通过将反应物的气态前体物质在高温下分解或反应,生成目标无机材料的方法。
此方法常用于制备薄膜材料和纳米颗粒。
三、无机合成的应用无机合成在各个领域都有广泛应用。
1. 医药领域无机合成用于合成药物的中间体或活性成分。
许多药物,如抗癌药物、抗生素等,都需要通过无机合成来制备。
2. 农业领域农业领域需要大量的无机化合物,如肥料、农药等。
通过无机合成,可以制备出高效、环保的农药和肥料,提高农作物的产量和质量。
3. 工业领域工业领域需要大量的无机材料,如金属氧化物、金属硫化物等。
无机合成原理及技术

无机合成原理及技术无机合成原理及技术无机合成是指通过化学反应使一种或多种无机物在一定条件下合成新的无机物的化学反应过程。
无机合成广泛应用于矿物学、地球化学、生态学、材料科学、工业药品生产和材料学等领域。
它是现代科技和社会发展的重要组成部分之一。
一、无机合成原理无机合成原理涉及了无机化学各个领域,主要可以从化学官能团、化学键和反应机理三个方面来进行讨论。
1. 化学官能团原理无机合成的化学官能团原理主要涉及了无机物中的离子(阳离子、阴离子)和桥配体(分子中两个或多个原子的配位点上配位取代的化学物质)等。
通过这些离子和配体的反应,可以得到新的无机物。
阳离子和阴离子的反应通常是直接组成盐或离子络合物。
例如,硝酸铜和氯化铁反应后可以得到硝酸铁和氯化铜:Cu(NO3)2 + FeCl3 → Fe(NO3)3 + CuCl2分子内配位取代的化学物质如果具有桥配性,将能促使化学反应的进行。
例如,二价的硫化物离子(S2-)在配位时可与两个质子配位形成硫氢盐,而氧化物离子则可以强烈协同桥配M(ox)2,如BaM(ox)2(M指金属离子)。
2. 化学键原理在无机化学反应中,形成化学键是至关重要的。
在不同的反应条件下,使用不同类型和性质的反应试剂可形成不同种类的化学键,以此来合成不同种类的无机物。
在利用化学键原理进行无机合成时,我们通常会碰到这样的情况:一个阳离子和一个阴离子之间,由于一种离子间作用力的存在(静电力)将会形成一种带电的复合物。
这种离子间作用力,通常会在化学反应中扮演重要的角色。
例如在硫酸钠和硝酸银反应时:Na2SO4 + AgNO3 → Ag2SO4 + 2NaNO3硫酸根离子与银离子反应之后,在产物中形成了银硫酸盐沉淀,而硝酸根离子则与钠离子结合形成了稳定的溶液。
3. 反应机理原理在无机化学反应过程中,反应机理通常具有很大的影响。
不同的反应机理可能会导致不同类型的反应产物,或者同一组反应试剂在不同反应条件下,可能会导致不同的反应机理。
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1,石墨烯功能化途径有哪两种,请画出石墨烯边缘的碳原子形成的两种构像,并说出其名称石墨烯从功能化的方法来看, 主要分为共价键功能化和非共价键功能化两种. 由于石墨烯氧化物中含有大量的羧基、羟基和环氧键等活性基团, 可以利用多种化学反应对石墨烯进行共价键功能化. 除了共价键功能化外, 还可以用π-π相互作用、离子键以及氢键等非共价键作用, 使修饰分子对石墨烯进行表面功能化, 形成稳定的分散体系2现代无机合成的方法并列举溶胶凝胶法的合成方法的原理特点和不足无机合成的方法有化学气相沉积,高温合成,低温合成,低压合成,热熔法,溶胶凝胶法,低热固相反应,水热合成,拓扑化学合成,胶熔合成,流变相合成法。
溶胶凝胶法的基本原理将酯类化合物或金属醇盐溶于有机溶剂中,形成均匀的溶液,然后加入其他组分,在一定温度下反应形成凝胶,最后经干燥处理制成产品。
它的优点是溶胶-凝胶法与其它方法相比具有许多独特的优点:(1)由于溶胶-凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液,因此,就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性,在形成凝胶时,反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。
(2)由于经过溶液反应步骤,那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素,实现分子水平上的均匀掺杂。
(3)与固相反应相比,化学反应将容易进行,而且仅需要较低的合成温度,一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内,而固相反应时组分扩散是在微米范围内,因此反应容易进行,温度较低。
(4)选择合适的条件可以制备各种新型材料。
溶胶一凝胶法也存在某些问题:通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长(主要指陈化时间),常需要几天或者几周;还有就是凝胶中存在大量微孔,在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物,并产生收缩溶胶一凝胶法不足:1、所使用的原料价格比较昂贵,有些原料为有机物,对健康有害;2、通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长,常需要几天或几周;3、凝胶中存在大量微孔,在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物,并产生收缩。
3,无机物的一般鉴定和表征的常用方法,并简述这些方法能提供的信息XPS光电子能谱分析应用1 根据能谱图中出现的特征谱线的位置鉴定除氢,氦以外的所有元素。
2 元素的定量分析在一定条件下,能谱图中光电子谱线强度(光电子峰面积)与反应原子含量或相对浓度成正比。
3 固体表面状态分析包括固体表面的化学组成和元素组成,原子价态,表面能态分布,测定表面电子的电子云分布和能级结构等。
4 化合物的结构分析可以对内层电子结合能的化学位移精确测量,提供化学键和电荷分布方面的信息。
红外光谱 1 可提供分子中有关官能团的内在信息(包括它们的种类,相互作用和定位等)2 指纹区对异构体具有选择性3 可进行定量无损分析,甚至对一些不稳定的化合物也能分析。
主要在含量为0.1%-100%,经富集后还可进行痕量分析。
4 广泛应用于各种气,液,固样品的分析。
测定光谱范围宽,只要改变光源,分束器和检测器的配置,就可以得到整个红外区的光谱。
核磁共振波谱 1 化学位移-信号的位置 2 耦合常数-信号的数目 3 积分-信号的强度。
质谱 1 样品元素组成2 无机,有机,生物分析的结构,因为结构不同,分子或原子碎片不同,质合比也就不同 3,应用色谱-质谱方法联用,进行固体表面结构和组成的分析4,应用激光烧灼等离子体-质谱联用,进行固体表面结构和组成分析。
5,样品中原子的同位素比(最基本的)XRD 在布拉格方程中,波长入可用已知的X射线衍射角测定,进而求得面间距,即结晶内原子或离子的规则排列状态。
将求出的衍射X射线强度和面间距与一致的表对比,即可确定式样结晶的物质结构,即定性分析。
从衍射X射线强度的比较,可进行定量分析。
晶体结构参数在X射线衍射花样上均有所反映。
这些信息可以通过感光胶片或者计数器记录下来,而得到物质的衍射花样或衍射线条谱图。
多晶体衍射线条的数目,位置及强度,就像人的指纹一样,是每种物质的特征,因而可以作为鉴别物像的标志。
热差分析法热差图中峰的数目,多少,位置,峰面积,方向,高度,宽度,对称性反映了试样在所测温度范围内所发生的物理变化和化学变化的次数,发生转变的温度范围,热效应大小和正负。
4,简述晶体生长的一般过程以及如何在生长过程中进行粒径和形貌的控制。
晶体生长的一般过程是先生成晶核,而后再长大。
一般认为晶体从液相或气相中的生长有三个阶段:1、介质达到过饱和、过冷却阶段;2、成核阶段;3、生长阶段。
关于晶体生长的有两个理论:层生长理论和螺旋生长理论。
一、层生长理论是论述在晶核的光滑表面上生长一层原子面时,质点在界面上进入晶格“座位”的最佳位置是具有三面凹入角的位置。
质点在此位置上与晶核结合成键放出的能量最大。
二螺旋生长理论在晶体生长界面上螺旋位错露头点所出现的凹角及其延伸所形成的二面凹角可作为晶体生长的台阶源,促进光滑界面上的生长。
第二问没找到5,稀土发光材料有哪些类型,如何发光,有什么特点?稀土发光材料按照激发方式不同分为光致发光,电致发光,阴极射线发光,放射线发光,X射线发光,摩擦发光,化学发光和生物发光。
稀土发光材料的发光机理稀土化合物的发光是基于它们4f电子层在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。
具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子, 其光谱中大约有30 000条可观察到的谱线, 它们可以发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。
稀土离子丰富的能级和4f电子的跃迁特性使稀土成为巨大的发光宝库, 从中可以发掘出更多新型的发光材料。
特点稀土发光材料的发光谱带窄, 色纯度高, 色彩鲜艳; 光吸收能力强, 转换效率高; 发射波长分布区域宽; 而且荧光寿命从纳秒到毫秒, 达到6个数量级;物理和化学性能稳定, 耐高温, 能承受大功率电子束, 高能辐射和强紫外光的作用。
6,MOFs材料的结构特点,合成方法,特性结构特点具有高孔性、比表面积大、合成方便、骨架规模大小可变以及可根据目标要求作化学修饰、结构丰富合成方法1,扩散法在扩散法中,将金属盐、有机配体和溶剂按一定的比例混合成溶液放入一个小玻璃瓶中,将此小瓶置于一个加入去质子化溶剂的大瓶中,封住大瓶的瓶口,静置一段时问后即有晶体生成。
这种方法的条件比较温和,易获得高质量的单品以用于结构分析。
但该法比较耗时,而且要求反应物在室温下能溶解。
2,水热(溶剂热)法水热反应原来是指在水存在下,利用高温高压反应合成特殊物质以及培养高质量的晶体。
溶剂热反应的操作过程和反应原理实际上是一样的,只是所用溶剂不同。
反应器可以根据反应温度、压力和反应液的量来确定,常用的有反应釜和玻璃管2种。
就是有机配体与金属离子3,其他合成方法除了传统的扩散法和水热(溶剂热)法外,近年来又发展了离子液体热、微波和超声波等方法。
特性没找到7,什么样的材料是半导体/导体/绝缘材料,主要的区别是什么?导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,叫做半导体常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。
元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。
主要有硅、锗、硒等,以硅、锗应用最广。
化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体。
二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化镓、磷化镓、磷化铟等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等)、Ⅳ-Ⅵ族(如硫化铅、硒化铅等)、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。
三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体,如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等。
有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等,还处于研究阶段。
导体是善于导电的物体,即是能够让电流通过材料导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝均为导体。
绝缘体,又称电介质,是一种阻碍电荷流动的材料。
固体如塑料、橡胶、玻璃,陶瓷等;液体如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等;气体如空气、二氧化碳、六氟化硫等。
8,什么是导带,价带,禁带。
(如何画图)导带:由自由电子形成的能量空间。
在绝对零度温度下,半导体的价带是满带,受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带。
价带:半导体或绝缘体中,在0K时能被电子占满的最高能带。
对半导体而言,此能带中的能级基本上是连续的。
全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。
但若该电子受到光照,它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区,从而使价带变成部分充填,此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。
价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。
被价电子占据的允带(低温下通常被价电子占满)。
禁带是在能带结构中能态密度为零的能量区间。
常用来表示价带和导带之间的能态密度为零的能量区间。
图没找到9.石墨烯的制备,氧化型石墨烯和还原型石墨烯的区别,两者如何转变?表征手段有什么?制备方法:1.外延生长法是利用生长基质的结构/ 种0 出石墨烯。
外延生长法制备条件苛刻,均要求在高温、高真空或某特定气氛及单晶衬底等条件下进行,且制得的石墨烯不易从衬底上分离出来,基本不能成为大规模制备石墨烯的实用方法。
2.化学气相沉积法是反应物在高温、气态条件下发生化学反应,生成的固态物质沉积在加热的固态基体表面,进而制得薄膜材料的工艺技术。
3.微机械剥离法是一种利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。
4.液相剥离法通过直接把石墨或石墨衍生物如膨胀石墨、氟化石墨插层复合物,等溶解到有机溶剂如N-甲基-吡咯烷酮、全氟芳烃化合物或邻二氯苯中,再利用高密度超声波、加热或气流作用得到一定浓度的单分子层或多层石墨烯溶液。
5. 氧化还原法是将天然石墨通过热处理或其它氧化技术进行氧化,得到基本分子结构为C六边形且表面及边缘存在大量的羟基、羧基、环氧等基团的氧化石墨烯,再通过化学还原的方法去除其分子结构上的含氧基团,最后得到石墨烯薄层材料的方法。
表征手段显微镜是确定石墨烯结构的最直接办法。
原子力显微镜可以表征单层石墨烯, 但也存在缺点: 耗时且在表征过程中容易损坏样品。
Raman光谱的形状、宽度和位置与石墨烯的层数有关, 这为测量石墨烯层数提供了一个高效率、无破坏的表征手段。