无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜纳米颗粒特性研究

高聚物-无机纳米杂化材料具有优良的力学和电学性能,本文采用溶胶-凝胶工艺制备了无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜,利用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱分析仪,研究了杂化薄膜的微观结构、相结构及分布,并对纳米颗粒的特性进行了讨论.结果表明,薄膜中含有两种纳米颗粒Si O2和Al2O3,颗粒尺寸约5nm～40nm,其中Si O2颗粒尺寸较小,以非晶团簇形式存在.在高能电子束照射下,Si O2颗粒容易分解;Al2O3颗粒结晶则较稳定.     

GaAs纳米颗粒复合薄膜光吸收特性研究

对射频磁控共溅射技术制备的GaAs半导体纳米颗粒复合薄膜光吸收特性进行了研究.与大块GaAs材料相比,复合薄膜的光学吸收边发生了明显的蓝移,GaAs颗粒尺寸3 2nm的复合薄膜吸收边蓝移达1 16eV.     

常压射频等离子体沉积TiO_2纳米晶颗粒薄膜的气相反应影响因素分析

采用常压射频等离子体增强化学气相沉积法(AP-PECVD)制备了TiO_2纳米晶颗粒薄膜,研究了不同等离子体滞留时间下气相反应对沉积过程的影响.采用发射光谱(OES)测量拟合了等离子体的电子温度Te约为32 492.6K、离子温度Ti约为850K,采用热电偶(TC)在线测量等离子体外电极温度T约为662K;由于沉积所获样品为TiO_2锐铁矿晶型,认为等离子体气相温度为662~850K,主要受功率密度的影响.外加电压和电流的研究结果表明,放电形式为等离子体容性耦合辉光放电.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)等测量了沉积薄膜的形貌和结构,分析后发现:当反应气体在等离子体相滞留时间仅为27ns时,沉积的薄膜就开始出现明显的锐钛矿相TiO_2结晶结构,并均为粒径10nm左右的纳米颗粒组成的薄膜;同时随着滞留时间的增加,结晶度增加,薄膜的形貌由分离的纳米团簇变为由锐钛矿纳米颗粒连接的多孔均匀薄膜.研究结果对快速制备多孔锐钛矿TiO_2纳米晶颗粒薄膜有重要的指导意义.     

SiO2薄膜中GaAs纳米颗粒Raman光谱研究

采用射频磁控共溅射技术成功制备出GaAs半导体纳米颗粒镶嵌薄膜,薄膜中的颗粒平均直径随基片温度升高而增大.Raman光谱研究表明,与大块GaAs材料相比,复合薄膜中GaAs纳米颗粒的纵光学声子模相应的散射峰随颗粒直径减小呈红移和宽化的趋势,结合应力和颗粒尺寸效应进行了合理解释.     

Ag纳米颗粒修饰TiO2阵列薄膜的制备及其气敏性能研究

以钛酸丁酯为钛源,用水热法在透明导电衬底FTO上制备金红石相TiO2纳米阵列薄膜,以AgNO3为银源,用化学还原法制备尺寸可控的金属Ag纳米颗粒,将所制备的金属Ag颗粒修饰TiO2纳米阵列薄膜.研究Ag纳米颗粒的表面修饰对TiO2纳米阵列薄膜气敏性能的影响.实验结果表明,室温下,18nm金属Ag纳米颗粒修饰后的薄膜对氢气的灵敏度增加,响应和恢复时间减小,气敏性能明显优越于修饰前的薄膜.     

电流体动力学技术制备纳米TiO2多孔薄膜

采用水热合成法合成纳米TiO2溶胶并配合一定量的高分子分散剂聚乙烯醇制备成镀膜所用的溶胶。利用电流体动力学技术(EHD)将镀膜液均匀地喷涂到氟掺杂导电玻璃表面,高温烧结后制备得到纳米TiO2多孔薄膜。通过SEM、TEM、XRD及紫外-可见吸收光谱等研究方法对制备得到的TiO2多孔薄膜进行结构表征。结果表明:所得多孔薄膜由纳米颗粒组成的亚微米级的球形团簇构成,在纳米颗粒及球形团簇间存在着从纳米到亚微米的连续尺寸的孔道分布。所制备的多孔薄膜可应用在光催化和染料敏化太阳能电池等领域。     

纳米颗粒ZnO薄膜气敏机理研究

采用气体放电活化反应蒸发沉积(GDARE)法低温生长纳米颗粒ZnO薄膜.在不同温度下测试其对乙醇的灵敏度,结果表明:285℃附近纳米颗粒ZnO薄膜的灵敏度最高,为9.76,并且其最佳工作温度区间较窄.通过对ZnO薄膜的AFM表面形貌分析、SEM剖面分析和光学透射谱测试,可推测薄膜具有多孔性柱状晶表面结构,结合ZnO薄膜通入乙醇前后的阻抗谱测试结果,从晶粒晶界效应上对纳米颗粒ZnO薄膜的气敏机理进行了讨论.     

埋嵌型镍铁合金纳米颗粒的制备及其应变场研究

通过脉冲激光沉积系统和快速热退火工艺,制备了在Al₂O₃薄膜中生长的埋嵌型镍铁合金纳米颗粒; 再通过有限元分析方法,发现退火温度不仅对埋嵌型镍铁合金纳米颗粒的尺寸大小的影响非常显著,而且还会改变镍铁合金纳米颗粒所受到的应变场分布,使纳米颗粒的相关性能得到进一步提升.因此,探究退火温度对埋嵌型镍铁合金纳米颗粒所受到的应变场分布造成的影响有着十分重要的研究意义,同时也为镍铁合金纳米颗粒的机械性能以及软磁性能的调控方法提供了一条崭新的思路.     

纳米氩颗粒导热性能的非平衡分子动力学模拟

为了研究尺寸变化对纳米颗粒导热的影响,采用非平衡分子动力学模拟方法研究了固定原子壁面边界条件下,平均温度在45 K、边长为3.186～12.744 nm的立方形和半径为4.248～10.62 nm的球形2种纳米Ar颗粒的热导率,并与其他研究者的结果及薄膜的模拟值进行了对比.模拟结果表明,在固壁边界条件下, 2种颗粒的热导率均随着尺寸的增加而趋向块体值,但均小于相同厚度、相同边界条件的Ar薄膜的热导率;球形颗粒的热导率小于边长与其半径相等的立方形颗粒的热导率.     

Au-MgF2复合纳米颗粒薄膜有效介质理论的颗粒尺寸效应修正

在研究Au-MgF2复合纳米颗粒薄膜体系的光学行为时,Maxwell-Garnett理论及Bruggeman理论结果与实验结果之间存在一些差异,这些差异主要是由于Maxwell-Garnett理论及Bruggeman理论未考虑复合体系中金属纳米颗粒的尺寸效应。文章在考虑尺寸效应修正的基础上,得出了Maxwell-Garnett及Brugge-man理论结果;这些结果与实验值符合较好。     

Ag@Au双金属纳米颗粒的制备和表征

采用种子生长法制备了银纳米颗粒,通过电置换反应将单金属银颗粒转变为中空金银双金属纳米颗粒.电镜表征及吸收光谱的结果表明,通过控制种子溶液的加入量、超声时间和离心次数等条件,能够有效调控金属纳米颗粒的尺寸以及局域表面等离激元的共振峰位与目标分子匹配;进而可以利用配体交换反应在金属纳米颗粒表面包裹TDBC分子薄膜,实现表面等离激元-分子激子的强耦合.     

纳米颗粒与碳纳米管的合成

金属纳米颗粒和碳纳米管是两种重要的纳米材料。本文采用一个简单的方法合成了铁钴(Fe/Co)纳米颗粒,并采用化学气相沉积法实现了碳纳米管的批量合成,纳米颗粒的尺寸分布均匀,碳纳米管管径均匀、高纯度、结构完美。合成的碳纳米管机械强度高,同时还有独特的金属或半导体导电性。     

羊毛角蛋白基金纳米团簇的制备及其打印成像的应用

利用羊毛角蛋白作为还原剂和稳定剂合成金纳米团簇溶液,通过可见光和紫外光的对比图像以及荧光光谱对pH值、反应温度和反应时间3个影响因素进行分析,确定金纳米团簇合成的最优方案。采用透射电子显微镜观察金纳米团簇的尺寸及分布,并将羊毛角蛋白基金纳米团簇用作打印墨水绘制荧光图案。试验结果表明:羊毛角蛋白和氯金酸的混合溶液调节为碱性(即NaOH浓度为1mol/L)、温度为37℃、反应时间为12h条件下所制备的羊毛角蛋白基金纳米团簇溶液在690nm处发射强烈荧光,所得的金纳米团簇颗粒的尺寸约为2.5nm且均匀分布,制得的打印墨水可以获得清晰的荧光图像。     

超薄膜多中心生长的多重分形分析

模拟不同沉积速率下超薄膜多中心生长过程。结果显示:随着沉积率的降低,团簇数减少,团簇的平均分形维数增加。在团簇生长期间,当沉积率保持不变时,团簇的内部粒子在聚集之前比其边缘粒子经历更长时间的台面扩散。团簇不同部分的粒子的扩散时间分布能用多重分形谱来描述,沉积率越低,多重分形谱越宽。     

GaAs纳米颗粒镶嵌薄膜的制备及光电子能谱研究

采用射频磁控共溅技术成功制备GaAs半导体纳米颗粒镶嵌薄膜，GaAs在薄膜中所占分子百分比达19．0％，光电子能谱分析表明随着基片温度升高，薄膜中元素Ga，As的被氧化程度有所增强，但元素Ga，As仍主要以化合物半导体GaAs的形式，元素Si,O主要以SiO2分子的形式存在于复合薄膜中。     

利用脉冲激光沉积技术制备镍纳米颗粒及其生长过程中的应变场模拟

利用脉冲激光沉积技术和快速退火成功地制备了镶嵌在非晶Al2O3薄膜中的Ni纳米颗粒,用高分辨率透射电子显微镜观察到镶嵌在非晶Al2O3薄膜中的Ni纳米颗粒,用有限元算法系统地模拟了Ni纳米颗粒生长过程中的应变场分布.研究发现:在Ni纳米颗粒的生长过程中,纳米颗粒受到母体A12O3材料的非均匀的偏应变的作用,而且随着Ni纳米颗粒的长大,纳米颗粒受到母体Al2O3材料的非均匀偏应变也逐渐增加.这种非均匀偏应变对于纳米颗粒的晶格结构和形貌有较大的影响,可以通过调节Ni纳米颗粒生长过程中的应变场来实现对Ni纳米颗粒界面态的调控,从而进一步优化Ni纳米颗粒的物理性能.     

巨磁电阻AgCo颗粒膜的制备工艺和结构

采用磁控射频法制备了ＡｇＣｏ颗粒膜；研究了薄膜制备了工艺对薄膜结构的影响。     

基底材料对嵌入型Fe_3O_4纳米颗粒的应变场影响

埋嵌型纳米颗粒在生长的过程中会受到周围基质材料对其施加的应力作用,应力的大小不仅会对纳米颗粒的晶格结构和物理性能产生影响,还与纳米颗粒的尺寸大小息息相关.因此,研究埋嵌在不同薄膜材料中的纳米颗粒生长过程中的应变场分布对于调控纳米颗粒的物理性能有着重要的意义.该文利用脉冲激光沉积和快速退火技术成功地制备了分别镶嵌在非晶氧化铝薄膜、非晶氧化镥薄膜和非晶二氧化硅薄膜中的Fe_3O_4纳米颗粒,并利用透射电子显微镜观察这些球形纳米颗粒.为了研究纳米颗粒的尺寸与应力大小之间的关系,采用有限元算法分别模拟仿真了这些纳米颗粒的应变场分布,并对结果进行了系统的分析.研究发现:Fe_3O_4纳米颗粒在不同薄膜材料生长过程中均受到非均匀偏应变作用,而且纳米颗粒的尺寸及应变场分布与纳米颗粒周围基质材料的杨氏模量和泊松比密切相关.在不同基质材料中生长的纳米颗粒所受到的应变场分布也有所不同,这为调控纳米颗粒的晶格结构和形貌以及物理性能提供了一个新思路.     

不同衬底温度下制备的Co-Al-O介质颗粒薄膜的巨磁电阻效应

利用射频反应溅射的方法在不同衬底温度（Ｔｓ）下制备了Ｃｏ－Ａｌ－Ｏ介质颗粒薄膜。薄膜的本征电阻及磁电阻值密切依赖于薄膜制备过程中的衬底温度。通过原子力显微镜对样品表面的观察发现：以Ｃｏ为基的纳米磁性颗粒的尺寸随Ｔｓ的增加而变大,并且颗粒之间由完全初介质分离逐渐变化到互相连接．对应这种结构上的变化,薄膜的电导机制由隧道效应向金属性电导转变,相应地薄膜的磁电阻值也发生了变化。     

纳米流体导热系数的团簇宏观分析模型

提出了以颗粒团聚成统计平均尺寸的团簇宏观特征量计算纳米流体(纳米颗粒悬浮液)导热系数的物理数学模型.计算远比作者在2003年建议和报道的分形模型法简便.计算示例与讨论表明:所倡导的数理模型可给出纳米流体导热系数可信的预示值,对筛选和优化纳米流体具有一定的指导意义.