纳米线传感器件的研究及其应用

一维纳米材料具有优异的电子输运性质与光学性质,在场发射器件、场效应器件、传感器件、发光器件以及光伏器件中具有广阔的应用前景.本文介绍了纳米线在化学传感器和生物传感器,如H2传感器、O2传感器、CO传感器、NO2传感器、pH传感器、DNA传感器和病毒传感器等方面的应用现状及其研究进展.着重评论了各种纳米线传感器的灵敏度、响应时间和稳定性等特性,并对纳米线在其他传感器中的应用进行了展望.     

Si纳米线光伏器件的研究进展

Si纳米线具有良好的光吸收和减反射特性,能够和现有Si工艺较好地兼容以及降低电池成本等优势,在太阳电池方面具有潜在的应用.介绍了Si纳米线径向p-n结、轴向p-n结、聚合物混合异质结和肖特基结等太阳电池的结构、制备、光伏特性等研究进展,同时指出Si纳米线结构太阳电池研究中需要解决的一些问题,并对今后的发展方向进行了展望.     

一维纳米结构材料的水热合成:钒酸盐单晶纳米线和纳米带

一维纳米结构纳米棒、纳米线、纳米带和纳米管由于其独特的大小、形貌依赖的性质和作为纳米器件的重要组元和连接已经越来越受到广泛关注。钒酸盐晶体内在各向异性的多钒酸根长链结构和层状结构可能导致在合适溶液反应条件下控制生长成为一维纳米结构材料。基于以上考虑,一种简单容易的水热合成方法导致了预期的NaV60,6和NaV60,43H20单晶纳米线以及Nao.33Vi05nH:0 (n<1.3)单晶纳米带的控制生长。所有合成产物的相组成、结构和形貌分别通过XRD.SEM.TEM和SHED等分析技术进行分析和表征。因此,可以预期这种方法可能被应用于其它具有类似结构材料的一维纳米晶的合成。     

氧化物纳米线肖特基势垒的输运特性及光电器件研究

基于一维半导体纳米材料发展新型纳米光电器件是纳米科技研究中的重要领域.近年来纳米线肖特基势垒的输运特性及其在光电器件方面的应用受到研究人员的广泛关注.本文中,对氧化物纳米线肖特基势垒的研究背景以及我们近年的研究进展进行评述,主要包括以下三个方面:(1)氧化物纳米线肖特基势垒的输运特性研究;(2)氧化物纳米线肖特基势垒输运特性的调控方法探索;(3)基于氧化物纳米线肖特基势垒的光电器件研究.     

宏观尺度纳米线组装体及功能

高质量纳米线的可控及宏量制备技术是构筑具有多重功能纳米线器件和促进纳米线应用技术进一步发展的基础,而发展简便、可靠、有效的纳米线组装技术是实现纳米线材料未来应用的关键.构筑宏观尺度纳米线组装体及其功能化不仅可以改进一维纳米材料的本征性能,而且可以创造出新的纳米特性和功能.本文重点回顾本实验室在高质量纳米线制备、组装技术及组装体制备方面取得的最新进展,并展望该领域未来发展的重点和方向.     

复杂形貌与尺寸变化的纳米管与纳米线热膨胀研究方面取得进展

[合肥物质科学研究院]纳米管与纳米线属于一维纳米材料，在纳米器件与纳米系统中有广泛的应用前景，既可作功能元件，也可作联接导线。     

基于氧化物半导体纳米线的气体传感器

纳米技术是21世纪一个重要的新兴科研领域,最近几年,大量的新型纳米结构与功能器件不断被研发出来,并在信息、医学以及国防等各个领域中展现出前所未有的应用前景。在各种纳米材料中,以ZnO纳米线、纳米带为典型代表的准一维纳米结构最为引人关注。2004年前,各国科研人员主要关注ZnO准一维纳米结构的制备和结构表征,由于研究手段的局限很少涉及ZnO纳米器件的研究。最近几年,以场效应晶体管、传感器为代表的功能器件应用成为纳米结构的研究热点。     

非离子表面活性剂辅助液相合成Cu2O纳米线及其结构和性能研究

首次提出了一种利用非离子表面活性剂聚乙二醇(分子量:20 000)(PEG Mw20 000)为助生长剂,通过还原剂水合肼(N2H4)还原新生成的Cu(OH)2大规模合成半导体Cu2O纳米线的新方法.用TEM和HRTEM研究了所合成的Cu2O纳米线的形貌和结晶性,并用FT-IR红外吸收谱研究了纳米线的红外吸收特性,用纳米材料的量子效应和表面效应对FT-IR红外吸收谱中的蓝移现象作了解释.讨论了表面活性剂PEG的作用,由此详细研究了Cu2O纳米线的生长机制,指出Cu2O纳米线是由于吸附在PEG长链上的Cu2O纳米粒子通过彼此间的相互连接沿着PEG长链自组装而形成的.     

纳米材料在太阳电池中的应用

对太阳电池纳米材料研究进展进行了综述，简要介绍了半导体和多元化合物纳米材料、复合纳米材料，导电聚合物-纳米复合材料以及染料敏化纳米复合材料的在太阳电池中的应用以及这些纳米材料的国内外研究现状。     

碳纳米管的性质及应用

碳纳米管作为一种新兴的一维纳米材料，具有其独特的物理、化学性质和广阔的应用前景．介绍了碳纳米管的基本性质以及其在纳米电子学、信息领域、纳米机电系统、材料增强、能源等各个领域中应用的最新研究进展．     

一维纳米结构材料的制备与组装

一维纳米结构材料在纳米电子学、纳米光电子学、超高密度存储和扫描探针显微镜诸多领域具有潜在的应用前景,已成为21世纪化学、物理学、材料学及生命科学等科技领域的研究热点。结合近期研究工作,主要介绍了一维纳米结构材料的制备方法和组装策略,并简要概述了一维纳米结构材料的应用前景及其国内外最新研究进展。     

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.     

近场光学显微法研究CdS及CdSxSe1-x一维纳米结构光学传输特性

利用扫描近场光学显微系统, 研究了CdS及CdS_xSe_1-x一维纳米结构的荧光传输特性. 实验表明光致荧光可以在直的或者弯曲的一维纳米结构中传输, 并实现在纳米结构的端部出射. 根据在不同激发光强度下的CdS纳米带端部的三维扫描近场光学像, 分析了随着激发光强度增加, 纳米带可能出现的受激发射现象. 通过近场扫描成像, 分析了CdS_xSe_1-x一维纳米结构光致荧光在结构端部的光出射现象. 对于不同组分的CdS_xSe_1-x一维纳米结构分别测其原位以及传导一定距离之后的光致荧光谱, 观测到红移现象. 分析表明, 红移是由于荧光在纳米结构的传输中的吸收效应造成的. 对于CdS及CdS_xSe_1-x一维纳米结构的光学传输的研究, 有助于发展新型功能的纳米器件.     

表面陷光技术及其在太阳电池中的应用

采用各种表面陷光技术可以增强太阳电池表面的光吸收,由此能够提高太阳电池的能量转换效率.本文评述了采用表面织构、表面等离子增强效应、光子晶体、透明导电氧化物薄膜等表面陷光结构的光学特性,及其在改善太阳电池光伏性能方面的研究进展.指出了各自潜在的优势和存在的问题,并提出了未来研究的若干技术对策.     

纳米材料、纳米结构及其应用

本文系统介绍了纳米科学与技术的形成与发展简史及基础知识;重点介绍了固体纳米微粒的制备与合成方法,纳米材料的机理、化学特性及纳米材料的应用;介绍了纳米科学技术的最新进展。     

液相法制备铁钴合金纳米线/棒

报道了一种简单的液相还原法制备铁钴合金纳米线/棒.以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,在90℃时利用水合肼还原Fe2 和Co2 的水和正辛烷的混合溶液得到铁钴合金纳米线/棒.所得样品经X-射线粉末衍射(XRD) ,透射电子显微镜(TEM) ,选区电子衍射(SAED)和振动样品磁强计(VSM)等表征,结果表明延长反应时间,一维铁钴合金纳米结构直径增大但长度没有明显变化,一维铁钴合金纳米材料的室温矫顽力高于体相铁钴合金.该铁磁性纳米线/棒有望应用于催化、生物技术和磁记录器件等领域.     

纳米结构与纳米材料：合成、性质与应用

本书介绍了纳米结构和纳米材料的合成与制造，包括性质与应用，特别是无机物纳米材料。对于零维、一维和二维的纳米结构以及特殊的纳米材料（碳纳米管、有序中间多孔氧化物），以及在化学工艺和光刻技术这两个方面的应用作了介绍。     

纳米光伏技术的现状与发展

介绍了传统薄膜太阳电池里的纳米结构和量子结构太阳电池，分析了纳米光伏技术的现状，提出了今后纳米光伏技术的发展方向。     

氮对光催化性能的影响:TiO_2纳米球和纳米线对比研究

使用阳极氧化和氨气退火N化的方法制备了N掺杂的TiO2纳米球薄膜和纳米线薄膜.经过N掺杂TiO2纳米线薄膜与未掺杂纳米线可见光区的光吸收强度相差不大,能带宽度从未掺杂样品的3.2eV缩小为3.1eV.TiO2纳米球薄膜在可见光区的光吸收显著增强,能带宽度由未掺杂样品的3.2eV缩小为2.8eV,同时纳米球生长被抑制,其直径约为50nm,明显小于未掺杂TiO2样品的100mn.在可见光照射TiO2氮掺杂纳米线薄膜和纳米球薄膜降解4h后,溶液中亚甲基蓝的浓度分别降至45%和44%,N掺杂样品获得了优异的可见光光催化活性.研究表明N掺杂导致的O空穴浓度增加和能带宽度有效减小是其可见光区光催化活性增强的主要原因.     

ZnO不同微结构/ZnFe_2O_4复合薄膜光生电荷热动力学与光电性质研究

采用不同方法分别制备出ZnO纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米管4种微结构,以ZnFe2O4为无机染料敏化剂在ITO透明导电玻璃上制备成ZnO不同微结构/ZnFe2O4异质结.XRD检测结果表明,所有复合结构中两种组分都达到了良好的结晶状态;而且,各复合薄膜体系都呈现出了异质结复合结构的光吸收特性,但光吸收性质差异不明显.稳态表面光电压谱测试结果表明,各异质结构都呈现出优于单一组分的光伏响应特性;而且,4种异质结构光伏性质呈现出:ZnO纳米管/ZnFe2O4ZnO纳米棒/ZnFe2O4ZnO纳米线/ZnFe2O4ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4的特点.在较弱正外电场诱导下,复合薄膜仍然保持稳态下的光伏响应特性;随着外电场逐步提高,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4光伏性质增加非常明显,在+2V电压诱导下,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4已接近ZnO纳米管/ZnFe2O4的光伏响应强度,并明显高于另外两种异质结构的光伏性质.从光阳极微结构、自由电荷扩散长度、空间电荷区厚度、载流子参数、内建电场和能级匹配几个方面,详细讨论了ZnO/ZnFe2O4异质结中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.