不同直径ZnO纳米锥阵列的可控合成及其发光特性

通过锌片与3mol/L丁胺水溶液在100～180℃水热反应12h直接在锌片上原位生长出ZnO纳米锥阵列.利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对产物进行了表征和分析.结果表明,所制备的ZnO纳米锥为六方纤锌矿结构,生长方向为[0001].通过反应温度的改变制备出了不同直径ZnO纳米锥组成的阵列.研究了ZnO纳米锥的生长过程,提出了可能的生长机理,解释了所观察到的实验现象.研究了ZnO纳米锥阵列的光致发光特性,观察到了分别起源于自由激子发射和激子-激子碰撞的396和377nm的紫外光发光峰和2-E2声子复制.     

ZnO纳米柱的可控生长及其光学性质

以高分子聚合物聚乙烯醇（PVA）为软模板，通过PVA与乙酸锌（Zn（CH3COO）2．2H2O）之间发生的离子络合反应，在PVA亚浓溶液所提供的空间位阻力作用下，经过烧结，获得了直径在15—50nm之间的呈放射状簇形排列的ZnO纳米柱．X射线衍射（XRD）表明，所得产物结晶良好，呈六方纤锌矿晶体结构．利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析了不同热处理温度对产物形貌的影响，结果显示，随温度从400℃增加到700℃，ZnO纳米柱生长趋势总体趋于明显，同时产物形貌的规整性也明显变好．采用室温下光致发光（PL）光谱对制得的ZnO纳米柱的光学性能研究表明，随着温度升高，ZnO发光性能在逐渐改善，除在384nm处出现了较常见的紫外发射外，PL光谱曲线在354nm处还出现了少见报道的较强的紫外发射峰，显示出良好的紫外发光性能．     

以SBA-15为模板制备氮化铜纳米棒的研究

通过化学气相沉积法以SBA－15为模板成功制备出直径约为6nm的cu抖纳米棒．分别采用X射线衍射（XRD）、电子透射显微镜（TEM）、EDS谱图及拉曼光谱对目的产物进行了分析和表征，证实模板SBA－15孔中生成了连续的Cu3N纳米线／棒，并沿模板孔道延伸有数百个纳米长．拉曼光谱对纯Cu3N及本实验目的产物SBA—Cu3N分析表明，因量子效应影响Cu3N纳米棒相对于纯Cu3N其特征分向小波数偏移，此峰可看作是Cu3N纳米棒所特有的特征．该制备二元氮化物纳米结构材料的方法操作简单、反应条件温和，并且可对产物尺寸进行控制，为其他二元氮化物纳米材料的制备提供了参考．     

氧化锌纳米线阵列的制备及发光特性研究

采用物理气相沉积的方法,在较低的温度下（500℃）制备出高产率的高度有序的单晶氧化锌纳米线阵列.对所制得的氧化锌纳米线阵列进行表征发现其在[001]取向优先生长.室温光致发光谱测试发现,样品在紫外光激发下有很强的绿光发射（峰值波长约500nm）和稍弱的紫外光发射（峰值波长约380nm）.基于其优异的发光性能,初步探讨了其发光机理,并对其生长机制进行了简单的讨论.     

新型衬底γ-LiAlO2的生长和性能

采用温度梯度法生长出了透明的γ-LiAlO₂单晶, 将(200)面的铝酸锂晶片在空气中1100℃退火70 h后表面生成了一层乳白色的缺Li相(LiAl₅O₈); 然而同样条件下富Li气氛退火处理后, 晶片表面变得更透明, 而且保持γ-LiAlO₂相. 相应的晶片摇摆曲线的半高宽降至30 arcsec, 而空气中退火后却升高到了78 arcsec. 对比3种晶片的吸收光谱, 可以判定: 196 nm的吸收峰可能来源于Li空位, 736 nm的吸收峰可能来源于O空位.     

螺旋形炭纤维的固相催化生长机制

采用纳米级超细镍粉为催化剂, 用基体法催化热解乙炔制备出螺旋形炭纤维. 利用扫描电子显微镜对螺旋形炭纤维的形貌进行了观察, 发现大部分是纤维直径为500～600 nm, 螺旋管径为4～5 mm的双螺旋炭纤维及部分特殊形状的螺旋形炭纤维. 提出了螺旋形炭纤维的生长机制为固相催化生长机制, 分析了在固相Ni颗粒的催化作用下, 乙炔热解生成螺旋形炭纤维的过程.     

科学家制造出新型纳米线激光器

科学家制造出一种新型的纳米线激光器 ,它小得可以集成到微芯片里 ,其开关可由电信号控制。美国哈佛大学的查尔斯·利伯及其同事在英国《自然》杂志上发表报告说 ,这种激光器是由硫化镉半导体制成的单根线 ,直径仅为 80到2 0 0纳米 ,因此称为纳米线激光器。此前已经有一些科学家制造出了类似的激光器 ,例如2 0 0 1年问世的第一种纳米线激光器由氧化锌制成 ,能发出紫外线激光。但这些激光器只能通过激光启动 ,而大多数应用场合需要能够用电启动。利伯和同事们设计的一种装置解决了这个问题。他们在硅基板上制造出一根硫化镉纳米线 ,然后在上…     

多壁碳纳米管上的银纳米晶生长及Ag-C管的相互作用

针对Ag-纳米晶颗粒（Ag-NCP）与碳纳米管（CNTs）杂化结构中Ag-NCPs／CNTs的相互作用进行了实验探索，使用热蒸发沉积方法实现了在多壁碳纳米管（MWCNT）上生长Ag-NCP．高分辨透射电子显微镜和X射线衍射研究表明，Ag—NCP具有面心立方Ag晶体的相结构特征，Ag—NCP生长引起了CNTs的横截面形变．实验结果显示：合成的Ag-NCP／MWCNT杂化结构是准一维纳米线，并包含着Ag-NCP／CNT异质结；在Ag-NCP／CNT异质结界面处，CNTs存在着局部横截面形变．     

C+Ti双注入钢中纳米抗腐蚀相的形成和抗腐蚀特性

C+Ti注入样品经过腐蚀和点蚀后用透射电子显微镜发现了抗腐蚀的丝状纳米相. 多重电位扫描法研究表明这种相具有抗腐蚀和抗点蚀特性,其腐蚀电流密度下降10～26倍. X射线分析表明这种相为直径10～30 nm的FeTi和FeTi₂相,这种相密集的镶嵌在注入层中,其长度大约为150～320 nm. 腐蚀后用扫描电子显微镜观察到密集的丝状的抗腐蚀和抗点蚀的纳米结构. 这种丝状纳米相是金属碳化物,这些相构成了具有优异抗腐蚀特性的钝化层.     

填料粒径对各向同性导电胶渗滤阈值的影响

采用反向微乳液法，通过调节微乳液体系中表面活性剂十六烷基三甲基溴化氨（CTAB）的浓度，制备了粒径范围在10～200nm的Ag纳米粒子．XRD和TEM对不同粒径的纳米粒子进行表征．以这些不同粒径的Ag纳米粒子作为各向同性导电胶的导电填料，发现对于不同粒径的Ag粒子填料，导电胶电阻率的阈值填充量是不同的．当填料粒径为50nm时，导电胶出现的最小阈值填充量为63wt％，理论计算结果与这一实验结果符合得很好．     

氧化锆基阻变存储器中金掺杂效应的第一性原理研究

氧空位在过渡金属氧化物阻变存储器的电阻转变中有重要作用.采用第一性原理计算方法,研究Au掺杂前后阻变层材料ZrO_2的能带结构、态密度、氧空位的形成能和迁移势垒能来分析氧化锆基阻变存储器中的Au掺杂效应.研究发现,Au掺杂后ZrO_2费米能级处出现了局域化杂质带且禁带宽度减小,由此提升了ZrO_2的导电能力;Au掺杂后氧空位形成能及迁移势垒能显著降低,从而有利于氧空位的形成和迁移,进而降低ZrO_2基阻变存储器的形成(forming)电压与置位(set)电压.我们利用电子局域函数模拟ZrO_2超晶胞[001]方向包含掺杂元素Au的氧空位列,结果表明局域在杂质周围的氧空位在[001]方向形成有序导电通道.     

氢稀释对非晶硅碳(a-SiC:H)合金薄膜生长和光学特性的影响

用PECVD方法, 以固定的甲烷硅烷气体流量比([CH₄]/[SiH₄] = 1.2)和不同的氢稀释比(R_H = [H₂]/[CH₄+SiH₄] = 12, 22, 33, 102和135)制备了一系列的氢化非晶硅碳合金(a-SiC:H)薄膜. 运用紫外-可见光透射谱(UV-VIS)、红外吸收谱(IR)、Raman谱以及光荧光发射谱(PL)测量研究了氢稀释和高温退火对薄膜生长和光学特性的影响. 实验发现氢稀释使薄膜光学带隙展宽(从1.92到2.15 eV). 高氢稀释条件下制备的薄膜经过1250℃退火后在室温下观察到可见光发光峰, 峰位位于2.1 eV. 结合Raman谱分析, 认为发光峰源于纳米硅的量子限制效应, 纳米硅被Si-C和Si-O限制.     

真空紫外光激发下GdP04：RE^3＋荧光材料的能量传递过程

采用高温固相合成法制备获得了GdPO4：RE^3＋（RE=Tb，Tm）多晶粉末，分析了基质与发光中心之间（Gd^3＋→Tb^3＋和Tm^3＋→Gd^3＋）的能量传递过程．由真空紫外区的发光光谱的分析，认为在GdPO4：Tm^3＋中，属于Tm^3＋离子电荷迁移态的180nm的强的吸收峰对Gd^3＋的313nm的发射起到了增强的作用；而GdPO4：Tb^3＋中则为处于高激发态（^6DJ和^6IJ）的Gd^3＋离子通过多次的弛豫过程和晶格传递，使Tb离子产生^5DJ→^7FJ的发射．     

PU微胶囊的合成、表征及降解性能研究

本文采用预聚-扩链-中和-分散溶解法，一步合成出聚氨酯（PU）水溶液，再用凝聚相分离法合成出Pu微胶囊。由傅立叶变换红外光谱（FT—IR）研究了PU微胶囊的化学结构；使用差示扫描量热仪（DSC），对PU微胶囊的玻璃化转变及微相分离结构进行了研究；通过扫描电子显微镜（SEM）的观测，对PU微胶囊的表面及剖面形态进行了研究，并测定出PU微胶囊直径约2．5mm，内腔直径50～600μm，膜孔直径为20～120nm；研究了PU微胶囊在磷酸缓冲液（PBS）中的降解行为，发现本实验合成的PU微胶囊基本上是不降解的。这种PU微胶囊有利于转基因CHO细胞的包覆，有利于临床应用中进行腹腔植入。     

Sn/In/Ti纳米复合氧化物对可燃和有毒气体敏感特性研究

采用可控溶胶-共沉淀法合成了二元Sn／In和三元Sn／In／Ti纳米复合氧化物作为半导体CO，NO2和CH4传感器的敏感材料．通过优化可控制备参数研制出化学均一、高热稳定的纳米晶体复合氧化物．利用各种分析方法表征了纳米粉体的物性和结构，并对CO，CH4和NO2的气敏特性进行了考察．实验结果表明，所研制的二元纳米气敏材料对CO有高灵敏度和选择性，引入适量TiO2提高了对CH4的灵敏度和选择性，经少量金属元素掺杂和氧化物添加后气敏性质有大幅度提高．研究了复合物组成，先驱物焙烧温度及气敏操作温度和待测气体浓度对灵敏度的影响．其优化条件为金属盐总浓度0．05mol／L，金属阳离子比Sn^4＋：In^3＋为40％（摩尔分数）的纳米复合物在600℃时焙烧6h，则在150℃～250℃之间对CO和NO2有较高灵敏度，在气敏条件下以程序升温吸脱附实验研究了复合物表面的吸脱附行为，X射线光电子能谱分析证实复合物组分间存在着电子和化学的协同效应，气敏机理为表面吸附控制型．     

钴及其化合物一维纳米材料的制备研究进展

本文介绍了钴及其化合物一维纳米材料,如纳米线、纳米棒和纳米管的制备方法及其最新研究进展,包括热分解法、模板法、分子自组装、固相合成法和化学溶液法等。并预测了未来的可能的发展方向。     

燃煤串行流化床置换燃烧分离CO2机理研究

提出燃煤串行流化床置换燃烧分离CO2机理，分析了水煤气反应、金属载氧体还原反应热力学关系特性；基于Aspenplus软件，NiO／Ni为载氧体，建立了串行流化床燃料反应器内各种物质的质量平衡、化学平衡和能量平衡模型，对煤置换燃烧分离CO2进行了模拟，研究了燃料反应器温度、水煤比和空气反应器温度对燃料反应器气体产物、载氧体循环倍率以及载氧体理论反应倍率等过程参数的影响；研究结果表明，随着燃料反应器温度的提高，燃料反应器气体产物中H2O体积含量略有升高，相应的CO2体积百分比下降，CO含量的上升比较迅速；煤中硫转化成SO2和H2S排出，两者随燃料反应器温度呈现轴对称、趋势相反的变化关系，SO2随反应温度升高而逐渐递增，而H2S逐渐递减；载氧体循环倍率随燃料反应器温度升高呈幂指数级增加，随空气反应器温度呈幂指数级递减，而与水煤比呈线性增加关系，研究结果为进一步试验研究提供了理论依据和参考．     

清华大学材料科学与工程系 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

清华大学材料科学与工程系：新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。