从Si-C-N非晶粉末制备α-Si3N4纳米线

以溶胶-凝胶法合成了Si-C-N非晶前驱体粉末，在不添加催化剂的条件下，通过高温还原氮化反应制备了α-Si3N。纳米线．用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）表征和分析了α-Si3N4纳米线．XRD分析表明，在所得产物中，除了未完全反应的非晶SiO2外，主要是α-SisNt，Si2N2O以及少量的β-SiC．TEM和SEM分析显示，合成的α-Si3N4纳米线直径为100～150nm，长几十μm，α-Si3N4纳米线的生长机制是气固（VS）生长机制。     

铁钴合金纳米线有序阵列的制备及其磁性表征

用电化学法制备了高度有序的多孔阳极氧化铝（AAO）模板，选摩尔比为1：1的CoSO4和FeSO4混合溶液为电解液，用交流电化学沉积法在多孔阳极氧化铝的柱形微孔内制备Fe0.5 Co0.5合金磁性纳米线有序阵列．分别用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪对多孔氧化铝模板和纳米线阵列的微观形貌和结构进行分析，用振动样品磁强计（VSM）对样品的磁学性能进行测试．结果显示，制备的磁性合金纳米线表面光滑、均匀，纳米线中的晶粒在生长过程中有（200）晶面的择优取向．VSM测试结果表明，纳米线阵列结构具有较高的垂直磁各向异性，当外场沿纳米线轴向磁化时，纳米线阵列有很大的剩磁比（Mr／Ms=0．7）和很大的矫顽力（饱和Hc=1700 Oe），说明样品经适当热处理后，剩磁比和纵向矫顽力普遍得到提高．     

GaN纳米线的成核及生长机制研究

报道了利用CVD方法研究GaN纳米线的成核和生长机理的最新结果,着重强调了生长温度和催化剂对纳米线生长的影响。通过分析GaN纳 米线的形貌、显微结构与生长温度、催化剂等影响因素之间的依赖关系,详细研究了GaN纳米线的生长过程。这一结果有助于了解一维纳米结构的生长机理,实现纳米材料的可控制生长,并有可能直接应用于GaN纳米器件的制备。     

硅纳米电极超低电压场致电离特性研究

用湿法化学刻蚀制备出具有直立结构的硅纳米线,其平均长度为20μm,平均直径100 nm.将该硅纳米线作为电容式电离结构的一维纳米电极,建立场致电离的测试系统,并在常温常压下测试出电离的全伏安特性,得出了一维纳米电极系统气体电离的规律.测试结果表明,利用湿法化学刻蚀制备的硅纳米线作为一维纳米电极,可以大大降低系统的击穿电压,原因在于它具有较高的场增强因子、小尺寸效应以及高的缺陷密度.     

单源化学气相沉积法制备In2O3纳米线

以乙酰丙酮合铟[In（acac）3]（acac=acetylacetonate）作为单源前驱体，Au为催化剂，采用化学气相沉积法，于较低温度（550℃）下成功制得了In2O3纳米线．用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和能量分散光谱（EDS）对In2O3纳米线进行了表征；制得的In2O3纳米线具有单晶结构，平均直径约为80nm，长度达十几微米，其生长服从气一液一固机理．光致发光研究发现，In2O3纳米线在483nm处有一个强的发射峰，这可归因于氧空位的存在．     

制备参数对ZnO纳米线阵列特性的影响

针对目前水热法制备ZnO纳米线生长机制及成核过程中存在的一些模糊问题,利用水热法制备了一维ZnO纳米线阵列,研究了ZnO纳米线生长过程中反应液浓度、生长时间、反应压力、退火条件等实验参数对ZnO纳米线阵列的形貌、微结构及光电特性的影响,讨论了纳米线生长的成核机制及生长机理.研究结果对制备高质量一维ZnO半导体纳米线阵列并将其应用于微纳及光电子器件领域都有一定的参考价值.     

具有纳米质点性质的MFI型硅沸石微细晶粒的合成及表征(英)

分别以白炭黑（Ⅰ）和硅溶胶（Ⅱ）为硅源，在（TPA）2O－Na2O－SiO2－H2O体系（TPA为四丙基铵）中，反应温度为60℃，合成了高结晶度纯硅沸石．用扫描电子显微镜（SEM）法测得的晶粒大小分别为0．20μm（Ⅰ）和0．45μm（Ⅱ）；用粉末X射线衍射（XRD）线宽法测得的晶粒大小为0．02μm．与高温（180℃）合成的硅沸石样品相比较，低温合成的微细晶粒硅沸石样品已具备纳米级材料的若干特性．微细晶粒硅沸石的正己烷吸附量和比表面都非常大．XRD谱，红外吸收光谱（FT－IR），29Si魔角固体核磁共振（29SiMASNMR）和热重分析（TG／DTG／DTA）的研究证明，微细晶粒硅沸石的结构破坏温度和单斜／正交对称性相转变温度明显地比高温合成的硅沸石低，硅羟基缺陷也明显地增加．0．20～0．45μm的微细晶粒硅沸石的比表面几乎与胶体质点相同，它的外表面积达100m2／g，中孔容积为0．10～0．12ml／g，平均孔径为2．6～2．7nm．这表明微细晶粒硅沸石实际上是纳米质点的结合体．     

取向ZnO纳米线阵列的生长机理及发光特性

用化学气相沉积法制备了圾向纳米氧化锌（ZnO）阵列；用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察了制备的纳米ZnO的形貌结构;用荧光光谱仪（PL）分析了样品的发光特性；以气-液-固（VLS）生长模型和Ehrlich-Schwoebel势垒理论解释讨论了ZnO纳米线的生长结构与机理。     

微波法制备硫化铋纳米花及其光学性质

以五水硝酸铋（Bi（NO3）3·5H2 O）和硫脲为原材料，以乙二醇为溶剂，采用微波加热法制备了 Bi2 S3纳米花分级结构。利用 X 射线衍射仪、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜、高分辨率电镜和荧光光谱仪等仪器对材料进行表征。研究结果表明：150℃反应1．5 h 所得纳米花由径向发散的纳米线构成，纳米线的长度达几个微米，是完整单晶结构。室温荧光光谱是峰值位于720 nm、从650 nm 扩展到800 nm 的荧光光谱带。纳米花的生长机制与自组织生长和材料本身易劈裂的性质相关。     

单晶硅表面电化学方法制备定向硅纳米线阵列的研究

采用电化学方法在近室温条件下快速制备硅纳米线阵列.实验选用HF-AgNO3混合溶液,在单晶硅表面沉积生长一层薄的金属银的催化剂薄膜.然后在HF-Fe(NO3)3混合溶液中,利用银为催化剂,在硅片表面发生氧化还原反应,通过选择性腐蚀,制备出大面积硅纳米线阵列;利用扫描电镜分析了制备温度、时间及AgNO3的浓度对催化剂形状、大小的影响,并进一步分析了其对纳米线的定向特征、长度及填充率的影响.在本实验条件下,银催化剂的颗粒直径影响纳米线的生长,过大或过小的催化剂都不利于纳米线的制备.同时,纳米线的长度随着刻蚀生长时间的延长而增加.     

Synthesis of ordered Si nanowire arrays in porous anodic aluminum oxide templates

Highly ordered polycrystalline Si nanowire arrays were synthesized in porous anodic aluminum oxide (AAO) templates by the chemical vapor deposition (CVD) method. The morphological structure, the crystal character of Si nanowire arrays and the individual nanowire were analyzed by the transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), atom force microscopy (AFM) and the X-ray diffraction spectrum (XRD), respectively. It is shown that most fabricated silicon nanowires (SiNWs) tend to be assembled parallelly in bundles and constructed with highly orientated arrays. This method provides a simple and low cost fabricating craftwork and the diameters and lengths of SiNWs can be controlled, the large area Si nanowire arrays can be achieved easily under such a way. The curling and twisting SiNWs are fewer than those by other synthesis methods.     

基于ZnO/SiNWs异质结阵列的电容式湿度传感器

采用湿法化学刻蚀方法制备硅纳米线（SiNWs）,对其进行快速热退火处理,利用水浴法在SiNWs表面生长氧化锌（ZnO）纳米线,制备了ZnO/SiNWs异质结湿度传感器.采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析了ZnO/SiNWs异质结的表面形貌和结构.测试了ZnO/SiNWs异质结湿度传感器不同湿度环境的电容响应,分析了它的工作机制.测试结果表明：传感器具有相对较大的灵敏度,较短的响应时间,较好的重复性、湿滞特性和稳定性,从而说明ZnO/SiNWs异质结在湿敏领域有很好的应用前景.     

中间模板路线合成碳化硅纳米棒

采用中间模板路线在600~700℃相对低的温度下,用四氯乙烯和四氯化硅作为原材料,用溶剂热的方法合成了立方相的碳化硅(β-SiC)纳米棒.这种可选择性的路线为理解一维纳米材料的生长提供了实验上的依据.用X射线衍射,光电子能谱,拉曼光谱,透射电镜以及选区电子衍射对产物进行了表征.碳化硅纳米棒大约长800~1 750 nm,直径为50~60 nm.     

表面光滑的金刚石薄膜的合成

以[CH4+H2]为反应气体,利用EACVD的方法在Si(100)衬底合成了表面光滑的超薄金刚石薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、显微喇曼光谱、X射线衍射等手段对合成的金刚石薄膜的成分与结构进行了分析.实验得到了生长表面光滑、厚度均匀的超薄金刚石薄膜的最佳条件.     

Si纳米线器件及其研究进展

Si纳米线是一种新型的准一维纳米半导体材料,具有独特的电子输运特性、场发射特性和光学特性等.本文对利用Si纳米线制备的各类电子器件,例如存储器、场效应晶体管、化学传感器和太阳能电池的研究进展做了简要评述.最后,对Si纳米线的应用前景进行了初步展望.     

掺杂和应变对硅纳米线电子结构与光学性质的调制影响

为了研究掺杂和应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构与光学性质的调制影响,基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(general gradient approximation,GGA),采用第一性原理方法开展了相关计算。能带计算表明：空位掺杂和元素掺杂均引入杂质能级,形成了N型和P型半导体材料。单轴应变则进一步减小了带隙,增强了掺杂硅纳米线的导电性,但由于应变也修饰了费米面附近能级的形貌,能带曲率突变影响了体系的导电性能。光学性质计算表明：相比于空位掺杂,元素掺杂更有效地改变了SiNWs的介电函数、吸收系数、折射率与反射率等光学参数,而单轴应变则削弱了元素掺杂的影响。拉应变提升了光吸收的范围和强度,尤其是可见光波段,使掺杂硅纳米线成为优质光伏材料,压应变则降低了对紫外光波段的吸收效率。在紫外区域,拉应变和压应变对掺杂硅纳米线的折射率与反射率的影响相反,在红外和可见光区域影响则一致。本文研究结果为基于应变和掺杂硅纳米线的光电器件设计与应用提供一定的理论参考。     

ZnO陷光结构材料的制备及其太阳能电池性能的研究

采用一步低温水溶液法在未制绒的单晶硅材料表面制备ZnO纳米棒阵列陷光结构材料,通过调控生长温度,对纳米棒阵列参数进行调控.利用扫描电子显微镜对不同条件下制备的ZnO纳米棒阵列材料的形貌进行表征,探究生长温度对阵列参数的影响.采用X射线衍射仪、荧光分光光度计、紫外-可见-近红外光谱仪对ZnO纳米棒阵列的晶体结构及光学特性进行分析.结果表明:低温水溶液法制备的ZnO纳米棒阵列结构具有较好的晶体品质、较高的透过率及较好的陷光效果.与2种材料(未制绒的裸硅片、仅有SiN_x减反射层的硅片)的表面相比,陷光结构硅的表面反射率有较大幅度的降低.将该陷光结构材料应用于未制绒且镀有SiN_x减反射层的单晶硅太阳能电池,与裸硅表面材料的太阳能电池相比,该电池的短路电流密度及转换效率分别提高了30.19%和33.87%.该陷光结构材料具有较好的陷光效果,且易于通过调控生长条件对其陷光效果进行优化.     

纳米金修饰硅纳米线电极阳极溶出法测定痕量铅、铜

以浸入沉积的方法在硅纳米线上修饰了金纳米颗粒,并通过电子扫描显微镜（SEM）和X射线荧光分析（XRF）对金纳米粒子修饰的硅纳米线电极表面形貌进行了表征.以修饰后的硅纳米线电极作为工作电极,采用阳极溶出法检测水中痕量铅和铜,考察pH值、富集电位和富集时间对溶出峰的影响,优化出最佳实验条件.在优化的实验条件下,铅Pb2＋和铜Cu2＋的灵敏度分别为0.649μA/（μg.L-1）和0.177μA/（μg.L-1）.检测极限达到0.26μg.L-1和0.67μg.L-1.峰电流与离子浓度在质量浓度25~200μg.L-1的范围内形成良好的线性关系.     

Pd-Ni修饰的硅纳米线电极用于非酶葡萄糖检测

在镍修饰的硅纳米线阵列电极上电沉积金属钯微粒,用于葡萄糖的非酶检测;并通过电子扫描显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)对电极表面的形貌进行了表征,采用循环伏安法和恒电位计时电流法测试传感器的性能参数.在0.1 M的KOH碱性介质中,恒定电势+0.19 V,钯-镍修饰的硅纳米线阵列电极对葡萄糖的电化学氧化的灵敏度为302.2μA·mM^(-1)·cm(-1)·cm^(-2),检测极限(S/N=3)达到4.9μM,而且对抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)等干扰物质具有良好的抗干扰能力.实验表明,这种新型电极很有潜力用于葡萄糖的非酶检测.