高取向硼纳米线列阵

一维纳米材料(纳米线和纳米管)是能有效传输电子和各种激子的最小维数结构, 因此是构筑纳米电子和纳米机械器件的基本组元. 采用射频磁控溅射方法, 以Ar气为溅射气体, 纯硼粉和氧化硼粉为靶材, 合成了直径在20~80 nm的硼纳米线, 这些硼纳米线在基片上自组织成垂直生长的高取向列阵, 具有大面积、高密度而离散、均匀性好、平行排列、高定向生长的特点. 它的独特特点是具有平台式顶部形貌, 详细的结构和成分研究表明硼纳米线具有非晶结构. 在合成硼纳米线及其高取向列阵的过程中, 没有涉及到任何的模板和金属触媒. 相信硼纳米线——一维纳米材料系统中的新成员, 会具有很多新奇、有趣、有用的独特性能. 提出了一种汽-团簇-固(VCS)机制来解释硼纳米线的形成.     

ZnO纳米线阵列/PVK光电二极管制备与特性

采用水热方法在氧化铟锡(ITO)涂覆的玻璃基底上生长出良好取向排列的氧化锌(ZnO)纳米线阵列,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)分别测试ZnO纳米线阵列的形貌和晶相结构。测试结果表明:在基底上形成致密、良好取向排列的ZnO纳米线阵列,纳米线的直径为40~50 nm,长度在200~300 nm,具有六方纤锌矿结构。进一步与p型聚乙烯咔唑(PVK)混合,形成p-n异质结器件,研究该器件在暗态和光照下的电流密度-电压(J-V)特性。结果显示:该器件为光电二极管,在暗态和光照下的整流率分别为216和110。     

铜箔上热蒸发沉积ZnO纳米线及其特性

在水平放置的管式炉内,采用热蒸发Zn粉的方法,在铜箔上制备了大量的ZnO纳米线.利用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、扫描电子显微镜以及荧光光谱仪分别对ZnO纳米线的微结构、形貌及光学性能进行研究.结果表明,合成的ZnO纳米线为六角结构,且具有良好的结晶性能,纳米线的长度在10~50μm之间,直径在80~150 nm之间,生长机制为气相-固相生长机制.荧光光谱表明ZnO纳米线光致发光的主峰为位于387 nm的带隙态发光.     

金催化合成硫化锌纳米线及其发光性质的研究

采用金催化和直接蒸发ZnS粉末的方法,合成出大量具有纤锌矿结构的单晶ZnS纳米线。该纳米线的线径均匀,线形规则,直径在80~120 nm,长度约几十微米。研究发现纳米线的形貌对合成的温度很敏感,合成温度的升高会导致纳米线直径的迅速增加。单根纳米线EDS分析表明,ZnS纳米线线体中均匀分布着Au元素,Au元素的掺入是纳米线生长形成后由端部颗粒通过固态扩散进入纳米线中。室温光致发光谱显示:ZnS纳米线有两个发光峰,分别位于446 nm和520 nm处。446 nm的发光峰是由缺陷所致,而520 nm左右的发光峰是由Au元素掺杂所致。     

Cu掺杂ZnO纳米线的制备与性能研究

利用碳热还原法制备了纳米线结构的Cu掺杂ZnO基稀磁半导体.通过X射线衍射分析表明,样品为纯相ZnO纤锌矿结构.扫描电镜结果表明所生长的纳米线直径在50~300 nm之间.磁性测量表明样品在室温下呈现室温铁磁性.     

恒电流法在AAO模板中制备钯合金纳米线

在孔深60μm直径200 nm的通孔氧化铝模板中,采用恒电流沉积法制备了钯镍与钯银合金纳米线阵列.用扫描电子显微镜和X-射线能谱仪表征纳米线的形貌和成分.研究结果表明:Pd-Ni合金纳米线中镍的含量随着电流密度的增大而增加,电流密度在0.6~1.0 mA.cm-2之间时,合金纳米线中镍的质量分数变化范围为7.89%~15.21%;Pd-Ag合金纳米线中银的质量分数随着电流密度的增大而减少,电流密度在2.0~3.0 mA.cm-2之间时,合金中银的质量分数变化范围为22.88%~16.55%.获得的钯合金纳米线线条均匀连续、结晶致密,长径比高达250.     

溶剂热法制备ZnS纳米线束

采用单一前驱体溶剂热法,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作表面活性剂条件下,成功合成了ZnS纳米线束.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外变换吸收光谱及光致发光测试对样品的结构、形貌及物理性能进行了分析与表征.结果表明,所得产物为纯的六面体纤维锌矿ZnS纳米线束,直径在20~30 nm,长度为1.5~2.0μm,并对ZnS纳米线束的形成机理进行了探讨.     

铝锑共掺氧化锌纳米线阵列LED发光性能研究

氧化锌(ZnO)纳米线因具有良好的结晶质量和独特的半导体性质,在光电子器件领域有重要应用前景.利用双元素共掺来提高掺杂元素在ZnO内的固溶度,是获得p型导电ZnO材料的有效方法.本文中利用化学气相沉积法制备Al和Sb共掺的p型ZnO纳米线阵列,通过XRD、SEM、EDS和XPS等手段分析共掺ZnO纳米线的形貌、成分和晶体质量,发现共掺ZnO具有良好的(001)晶向外延取向生长特性,且通过调整升温速率可以调控掺杂ZnO纳米线的晶体质量.基于n-GaN衬底外延生长的共掺ZnO纳米线阵列,构建异质结型LED器件.Ⅰ-Ⅴ曲线结果表明,在±4 V电压下,器件整流比高达13.7,纳米线异质结开启电压为3 V,器件表现出良好的pn结电学特性.电致发光(EL)光谱结果显示,共掺ZnO纳米线LED器件发光峰中心波长约为650 nm,表现为橙红光发射.     

外磁场诱导制备麦穗形多级结构Fe_3O_4材料

在外磁场的诱导下,通过共沉淀法在壳聚糖溶液中成功制备了麦穗形的多级结构Fe_3O_4材料.扫描电子显微镜(SEM)观察发现,这种Fe_3O_4材料由长0.5~1.5μm、直径0.1~0.5μm的纺锤形亚微粒有序堆积而形成麦穗状;透射电子显微镜(TEM)结果表明,纺锤形亚微粒由长度为100~500nm、直径为3~7nm的Fe_3O_4纳米线平行排列而成.我们对这种麦穗形的多级结构Fe_3O_4粒子的形成进行了分析与讨论.此外,振动样品磁强计(VSM)测试结果显示,该麦穗形的多级结构Fe_3O_4粒子呈现超顺磁性,饱和磁化强度为18.3A·m2/kg.     

Fe0.72Ni0.28纳米线阵列的制备与剩磁特性研究

利用电化学沉积的方法,在多孔氧化铝模板中成功制备出直径为50 nm,长度约4 μm的Fe0.72Ni0.28合金纳米线阵列.X射线衍射表明其结构为体心立方结构;等温剩磁曲线和直流退磁曲线表明在纳米线中,磁化较难,而退磁容易,而且组成纳米线的小粒子之间存在退磁性的相互作用.     

碳热还原制备碳化硅纳米线

以二氧化硅粉和竹炭粉为原料,在无催化剂的条件下,于1 400℃下用碳热还原制备了SiC纳米线.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析了该纳米线的形貌和化学组成,同时探讨了SiC纳米线的形成机理.结果表明,所制备的纳米线为β-SiC,纳米线直径为100～150 nm,长度可达数毫米.     

基于无催化剂化学气相沉积法的氮化镓纳米线制备和表征

采用化学气相沉积法，通过金属镓和氨气的直接反应，在石英衬底上沉积出GaN纳米线。利用 XRD和SEM对制备的 GaN 纳米线进行了结构和形貌的表征。结果表明合成的GaN纳米线为六方纤锌矿结构，直径为100~200 nm，长度达几微米，GaN纳米线的生长符合VLS生长模型。室温PL光谱表明GaN纳米线在395 nm和566 nm的发光峰主要与Ga空位或者N空位引起的缺陷能级相关。     

纳米新材料取得重大成果

在过去的一年里，纳米科学无论在基础研究还是在应用研究方面都取得了突破性进展。美国利用超高密度晶格和电路制作的新方法，获得直径8nm、线宽16nm、纵横比高达106、电路的纳米线结密度高达1011／cm^2的铂纳米线；法国利用粉末冶金制成具有完美弹塑性的纯纳米晶体铜；中国用微波等离     

ZnO微纳米结构的制备及其光学性能

在没有催化剂的情况下,空气中直接加热氧化锌片成功制备出ZnO纳米线/纳米片.通过改变反应温度,分别能够获得紧密排列的ZnO纳米线和纳米片.ZnO纳米线和纳米片的直径为几个微米,厚度约为280 nm.室温光致发光测试研究表明其最大可见发射波长在508 nm.该研究工作为纳米器件研制提供了一种简单直接氧化方法,可望高产率制备高质量半导体纳米线和纳米片阵列.     

电化学沉积Fe纳米线的结构

利用电沉积方法在多孔阳极氧化铝模板中制备了高度有序的Fe纳米线阵列.分别用场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨场发射透射电镜(HRTEM),选区电子衍射(SAED)和X射线能谱仪(EDX)对样品进行了形貌、晶体结构及成分的表征.利用球链模型解释了纳米线底端的反磁化过程,分析了磁矩发生偏转的原因.结果表明:Fe纳米线直径约65 nm,长度约60μm,是具有(110)面择优取向多晶结构;在纳米线的中间部分,表面光滑,内部结构均匀,而在纳米线与电极接触的端点处由直径约8~15 nm的块状晶粒组成,并且块状结构之间存在明显的间隙.     

衬底预处理对p-GaN薄膜上ZnO纳米线阵列生长的影响

为了获得具有较好紫外光发射特性的ZnO纳米线,以p-GaN薄膜为衬底,采用水热法在较低的温度(105℃)下制备出了ZnO纳米线阵列,其中纳米线的直径在100~300nm之间。对p-GaN薄膜进行3种不同的预处理,结果表明,将衬底放入氨水中浸泡有利于生长出致密、均匀、定向排列的ZnO纳米线阵列,这与p-GaN薄膜衬底经氨水浸泡后衬底表面的OH-浓度有关,表明纳米线的密度和尺寸与p-GaN薄膜衬底表面的预处理密切相关。另外,该ZnO纳米线阵列具有较好的紫外发射特性,有望在紫外发光二极管领域获得应用。     

热蒸发法制备TeO_2纳米线的生长机理

以金属碲粉为原料,在450℃下采用热蒸发法在镀金玻璃基板上成功合成TeO_2纳米线,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对TeO_2纳米线的结构和形貌进行表征,并对其生长机理进行探讨.研究结果表明,具有四方相晶体结构的TeO_2纳米线直径在70~200 nm之间,长度在几百微米至2 mm.通过对不同生长时间所获得产物的形貌观察,对TeO_2纳米线的生长过程进行了分析,推断TeO_2纳米线是通过气-固机制进行生长,镀金薄膜可能只是起到诱导和加速TeO_2纳米线生长的作用.     

AAO为模板软印模法构建大面积高性能SERS基底（英文）

以双通多孔氧化铝(AAO)为模板用软印模法制作出硅胶(PDMS)纳米线团簇结构,用离子束溅射沉积法在硅胶纳米面条衬底上镀一层50nm的金膜,制成大面积、超高灵敏的SERS基底.以不同孔径的AAO为模板,制作出不同直径的纳米线.用罗丹明6G为探针分子,通过对不同直径纳米线形成的团簇SERS基底进行拉曼信号测量发现,所有SERS基底都显示出可观的拉曼信号增强效应,平均拉曼增强因子随着纳米线直径的增大而增大,最大的增强因子超过2×107.如此大的拉曼信号增强归因于大量纳米线间隙中的超强电磁增强效应.     

硼铁矿碳热还原过程中MgO的挥发

在热力学分析的基础上,研究了碳热还原硼铁矿过程中MgO的还原挥发过程.结果表明,试样的总失重率随着温度的升高而增大,1 400~1 450℃时很快达到最大值,最大失重率为61.8%.MgO以镁蒸气的形式挥发而造成失重,试样中MgO最大失重率达到98.0%.挥发过程中又被重新氧化,一部分在炉管底部形成羽毛状的白色晶体,另一部分和硼、硅的挥发物一起在炉管口形成白色粉末,附着在炉管壁上.证明了碳热还原硼铁矿过程中MgO有挥发现象.     

Si纳米线的气-液-固生长与结构表征

以Au膜作金属催化剂、SiH4作为源气体,基于气-液-固(VLS)生长机制在n-Si(111)单晶衬底上制备出了Si纳米线.利用扫描电子显微镜对样品进行了结构表征,Si纳米线的直径为20～200 nm、长度为数微米到数十微米,X射线能量损失谱分析表明所制备的Si纳米线中含有少量的Au元素.讨论了生长温度、SiH_4流量、Au膜层厚度和生长时间对Si纳米线的形成与结构的影响.