(002)织构HCP钴纳米线磁性研究

采用交流电化学沉积法在氧化铝模板孔洞中制备了有序钴纳米线阵列。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、振动样品磁强计等对样品的结构、形貌和磁性进行了表征和研究。扫描电镜表明氧化铝模板孔洞直径为20 nm,结构研究证明钴纳米线为六角密堆积(HCP)结构且具有很强的(002)织构,磁性测试发现该钴纳米线阵列具有很强的单轴各向异性,室温矫顽力达2 590 Oe,有望用于高温永磁磁记录。     

ZnS和C60纳米线阵列的构筑和表征

以多孔氧化铝为模板,通过水热反应制备出ZnS 和 C₆₀纳米线阵列,分别用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱以及选区电子衍射图谱(SAED)等,对纳米线阵列形貌和化学成分进行表征.结果表明,ZnS 和C₆₀纳米线均为有序阵列.ZnS纳米线为多晶结构,在波长332 nm紫外光激发下, 发射519 nm特征荧光.同时介绍了水热条件下,在多孔氧化铝模板中填充目的产物,以及制备纳米线有序阵列的相关过程.该方法具有一定的普适性.     

一维纳米线阵列可控性制备研究

用二次阳极氧化法制备出高质量的氧化铝模板,通过扩孔处理,制备出通孔的氧化铝模板,利用直流磁控溅射法在通孔的氧化铝模板上镀一层金膜,做导电层.用镀金且通孔的氧化铝模板作为电化学沉积装置的阴极,用高纯铅块作为阳极,采用直流电化学沉积法,在镀金的氧化铝模板纳米级孔洞中,制备出高度有序的镍纳米线阵列.使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、EDS对所制备的样品进行形貌、成分、结构及相关性能的表征和测试.结果表明所制备的镍纳米线沿氧化铝孔洞生长、排列规整,形态均匀,其直径约60nm.分析了纳米线的形成机理和制备条件之间的关系.     

磁性纳米线的模板合成与研究

分别采用电沉积法和催化沉积法在多孔氧化铝模板中沉积了Co,Ni纳米线阵列和Co-P合金纳米线阵列,结合扫描电镜、X射线分析和能谱分析对其结构与形貌进行表征.发现电沉积法制备的Co,Ni纳米线阵列中晶粒取向无序,催化沉积法制备的Co-P合金纳米线阵列为非晶态;催化沉积法制备的纳米线阵列不受电场分布不均的影响,可以在大范围内均匀分布.     

Ni纳米孔洞模板的制备

使用纯度为99．5％的铝片,在空气中500℃退火5h,利用电化学阳极氧化手段将铝片制备成具有纳米级孔洞的氧化铝模板。用氧化铝模板作母板,在高真空下把甲基丙烯酸甲酯（MMA）注入到模板的柱形微孔内进行热聚合,制得聚甲基内烯酸甲酯（PMMA）纳米线阵列复合膜。把PMMA纳米线陈列复合膜浸入100g/L的NaOH溶液中,去掉氧化铝模板,得到PMMA纳米线陈列膜,利用化学自动催化方法将Ni沉积到PMMA纳米线阵列上,得到Ni纳米孔洞复合膜,最后用丙酮将PMMA溶解掉,得到具有纳米孔洞阵列的金属Ni模板。利用透射电子显微镜（TEM）,电子衍射等测试手段对所制备模板进行了研究。TEM结果显示Ni模板的孔径约为45nm,孔心距为63nm左右,电子衍射结果显示模板是多晶材料。     

模板法合成Ag纳米线阵列

以多孔阳极氧化铝为模板,用乙二醇作还原剂,将Ag 在模板的纳米孔道内还原并进行限域生长,制得了Ag纳米线.用X-射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等检测手段对产物进行了表征,结果表明所得Ag纳米线具有面心立方晶体结构,纳米线阵列排列整齐,长度可达10μm,单体纳米线的直径约为60 nm,与所用模板的孔径相当.     

模板电化学合成纳米材料的研究进展

模板电化学合成是一种简单直接地制备纳米材料的有效方法。介绍几种常用的模板材料、国内外模板电化学沉积在制备功能纳米材料上的应用,综述了模板电化学制备纳米线阵列、纳米管、纳米导电聚合物以及纳米核壳结构材料的研究进展。制备新型复合纳米结构有序阵列、开展纳米器件的研制是模板合成研究领域的重要方向,这样的有序阵列在光学、磁学、催化及电化学等领域有着重要的应用前景。     

细胞色素C在纳米银线阵列传感器上的电化学研究

在自制的多孔阳极氧化铝模板辅助下,用直流电解法在玻碳电极表面成功生长了大面积的纳米银线阵列。高分辨扫描电镜照片显示,银纳米线阵列均匀有序,单根纳米线的直径约40 nm,这与所用氧化铝模板的平均孔径(40 nm)相当吻合。将银纳米线阵列传感器用于细胞色素C的电化学研究,灵敏度大大提高,检测限达到0.1 mg/mL。     

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．     

金纳米线阵列的制备及其光学性能研究

采用二次阳极氧化法制备了高度有序的多孔氧化铝模板,并基于该氧化铝模板,采用脉冲直流电化学沉积的方法制备了金纳米线阵列.利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X线衍射仪（XRD）对所制备的金纳米线的形貌及晶体结构进行分析.结果表明：不同的沉积电压下制备的金纳米线具有不同的生长取向性,当沉积电压为3V时制备出的金纳米线沿[200]方向具有明显的生长取向性.利用紫外-可见光谱（UV-Vis）对金纳米线阵列光学性能进行研究,发现金纳米线的等离子体共振吸收峰随着沉积电压的增大先蓝移而后发生红移.     

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.     

电沉积Ni纳米线阵列及其磁学性能研究

为了解决因受阳极氧化铝(AAO)孔道直径限制导致合成的金属纳米线尺寸单一、磁性受限的问题,采用二次阳极氧化法制备了不同孔径的阳极氧化铝(AAO)模板,依据模板辅助电沉积法,在不同孔径AAO模板内生长了Ni纳米线阵列,利用SEM,TEM,XRD和EDS等技术对制备的Ni纳米线阵列形貌、微观结构和成分进行表征,通过物理性能测试系统(PPMS)研究了Ni纳米线的磁学性能。结果表明:Ni纳米线的生长机制是交流电正半周期Ni~(2+)还原与负半周期Ni原子溶解的共同作用;Ni纳米线具有磁各向异性,随着直径的增大,Ni纳米线的易磁化方向由平行于纳米线轴线方向逐渐转变为垂直于纳米线的方向,易磁化方向的转变是由有效各向异性场和磁畴结构随纳米线直径的改变而导致的。研究电沉积Ni纳米线阵列及其磁学性能,可为深入研究交流电沉积法制备磁性纳米线的生长机制和磁性纳米线的磁化机理提供理论和实验依据,为拓宽纳米线的应用领域奠定基础。     

Enhanced thermoelectric performance of rough silicon nanowires

Approximately 90 per cent of the world's power is generated by heat engines that use fossil fuel combustion as a heat source and typically operate at 30-40 per cent efficiency, such that roughly 15 terawatts of heat is lost to the environment. Thermoelectric modules could potentially convert part of this low-grade waste heat to electricity. Their efficiency depends on the thermoelectric figure of merit ZT of their material components, which is a function of the Seebeck coefficient, electrical resistivity, thermal conductivity and absolute temperature. Over the past five decades it has been challenging to increase ZT > 1, since the parameters of ZT are generally interdependent. While nanostructured thermoelectric materials can increase ZT > 1 (refs 2-4), the materials (Bi, Te, Pb, Sb, and Ag) and processes used are not often easy to scale to practically useful dimensions. Here we report the electrochemical synthesis of large-area, wafer-scale arrays of rough Si nanowires that are 20-300 nm in diameter. These nanowires have Seebeck coefficient and electrical resistivity values that are the same as doped bulk Si, but those with diameters of about 50 nm exhibit 100-fold reduction in thermal conductivity, yielding ZT = 0.6 at room temperature. For such nanowires, the lattice contribution to thermal conductivity approaches the amorphous limit for Si, which cannot be explained by current theories. Although bulk Si is a poor thermoelectric material, by greatly reducing thermal conductivity without much affecting the Seebeck coefficient and electrical resistivity, Si nanowire arrays show promise as high-performance, scalable thermoelectric materials.     

半导体热电材料Bi1-xSbx薄膜的电化学制备

B I1-XSBX半导体合金是性能优异的热电和磁电功能材料,为制备固态电制冷器件、温差发电器件和磁电器件的重要材料。电化学沉积薄膜技术工艺设备简单成本低,在半导体薄膜制备方面有很好的应用前景。系统研究了高浓度盐酸(2.4 MOL/L)的B I和SB盐酸溶液,成份从纯铋逐步变化到纯锑的B I1-XSBX合金半导体薄膜电化学沉积特性。测试了沉积过程I-V循环曲线和和沉积电荷效率等电化学参数。结果表明在所有成份范围内都可以得到典型的B I1-XSBX固溶体结构的高质量薄膜。薄膜生长为典型的溶液扩散控制过程,具有高的沉积电荷效率。薄膜沉积和溶解之间的电位差随溶液中SB(Ⅲ)离子浓度增加而增大,生长的薄膜越来越稳定。在30%SB浓度附近,电化学过程、薄膜结构和性能发生明显的突变。应用X射线衍射和电子显微镜研究薄膜结构,发现薄膜具有明显的(012)择优取向,薄膜晶粒尺寸也随SB浓度的增加而变化。     

球磨工艺调控碲化铋基材料微结构及热电性能研究

碲化铋基化合物是室温附近性能最佳的热电材料,在余热回收以及固态制冷领域具有重要的应用价值. 其主要的制备方式是球磨法,各类参数的细微变化都可能影响材料的微结构和热电性能. 球磨时间作为重要的球磨参数既能影响粉末粒径的细化,也对材料的热电性能有所调控,因此亟需逐步分析球磨时间对晶体结构、粒径尺寸及产物热电性能的影响. 本文采用恒定的球磨转速,调节不同球磨时间制备碲化铋基材料. 通过晶体结构及粉体粒径的分析发现了晶粒对球磨时间的响应. 后续热电性能测试结果表明,增加球磨时间后粒径发生变化并导致了电子、声子输运模式的协同改变. 最终,有效提升了n型与p型碲化铋的最大ZT值,分别达到了0.91和1.11. 本研究工作系统总结了球磨工艺中关键参数对碲化铋材料微结构及热电性能的影响,为粉末冶金及热电学的交叉融合及热电转换技术的商业化应用提供了实验和理论参考.     

Au纳米耦合结构表面等离激元的EELS分析

应用透射电子显微镜中电子能量损失谱仪(TEM-EELS),对电子束激发的单晶Au纳米线耦合结构及单晶/多晶纳米薄膜的表面等离激元(SPs)特征进行分析.结果表明:直径约为10 nm的两单晶Au纳米线平行耦合时,单根纳米线和耦合结构中均存在位于2.4 eV 的SPs共振,耦合结构中SPs的纵模数增加;单晶及多晶Au纳米薄膜在1.4 eV附近存在SPs模式,相较于单晶薄膜,多晶Au纳米薄膜的SPs共振峰位出现明显红移.     

用X射线衍射研究不同直径镍纳米线阵列的生长方向

大面积有序的不同直径的镍纳米线阵列在多孔氧化铝模板中通过直流电化学沉积制备，利用X光衍射研究了它们的生长方向。充分利用X光的特点对镍纳米线阵列的正反两面进行了测量，结果发现随着纳米线直径的增加，镍纳米线方向向由[110]方向开始向[111]方向转变。并且，利用高分辨透射电镜进行观测，结果发现和XRD得到的结果是一致的。这进一步说明了利用X光来研究纳米线的生长方向既简单又准确．该方法将在以后的纳米器件的研究中起到重要的作用，     

石墨烯银纳米线透明导电薄膜的制备进展

透明导电薄膜是触摸器件以及液晶显示器等的重要组成部分,制备透明导电薄膜的材料主要有金属氧化物、导电聚合物、碳材料、金属材料和复合材料等。其中,一维银纳米线和二维石墨烯材料制备透明导电薄膜具有光电性能优异、化学性能稳定和柔韧性好等特点,有望应用于柔性电子设备中。介绍了石墨烯银纳米线透明导电薄膜常用的制备方法：旋涂法、真空抽滤法、棒涂法、喷涂法、滴涂法等5种以及各种制备方法的优缺点;总结了石墨烯银纳米线复合薄膜的应用领域;展望了石墨烯银纳米线透明导电薄膜的发展前景。