基于多孔氧化铝模板电沉积法制备多级枝状金属纳米线

以的倍数逐级降低阳极腐蚀电压可以获得多种复杂孔结构的多孔氧化铝模板, 通过电化学沉积方法可以在这些模板的孔里分别形成包括Y形状、双束状及多级枝状的金属Fe纳米线, 这些枝状的Fe纳米线的干和枝的直径分别依赖于初始电压和逐级降低后的电压. 选区电子衍射和高分辨电子显微镜结果表明, 枝状纳米线的枝和干均为面心立方的单晶结构. 这些枝状的金属纳米线既可以作为未来纳电子器件的功能组件, 又能用做连接组件, 具有诱人的发展前景.     

用模板法制备取向Si纳米线阵列

用化学气相沉积（CVD）技术,在阳极氧化铝模板的有序微孔内,制备了高度取向的多晶Si纳米线阵列。用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）分别观察了模板及Si纳米线阵列的表面,断面形貌及单根Si纳米线的显微结构,用X射线衍射仪（XRD）分析了Si纳米线阵列的晶体结构。此方法制备出的Si纳米线阵列生长方向高度有序,直径和长度易于控制、较少发生周期性不稳定生长而产生的弯曲和缠绕现象,相对其他方法具有工艺简单、成本低、可控性强、易实现大面积生长等优点。     

通孔结构阳极氧化铝湿敏传感器的制备与性能表征

以0.5 mol/L草酸为电解液, 在40 V直流电压、0~5℃下采用二步氧化法制备通孔阳极氧化铝膜片, 用射频磁控溅射在膜片上下表面沉积金电极, 成功地制备了一种通孔结构湿敏传感器. 湿度-阻抗特性测试显示, 该传感器不但可在12%~97%的相对湿度范围内具有良好的阻抗-湿度线性变化关系, 而且具有响应恢复速度快、重复稳定性好的特征.     

草酸-乙醇-水溶液中制备孔间距大范围内可调多孔氧化铝模板

通过添加适量乙醇对草酸电解液进行改性, 在40~180 V阳极氧化电压下成功制备了孔间距大范围内可调的高度有序多孔氧化铝模板(100~445 nm). 结果表明, 在本实验条件下, 适量乙醇的添加可以有效抑止高电压阳极氧化过程中燃烧和击穿现象的发生; 当阳极氧化电压在40~170 V之间时, 模板孔间距和电压之间呈现极好的线性关系; 而当电压超过180 V后, 模板将会产生燃烧和击穿现象.     

八羟基喹啉铝在多孔氧化铝纳米孔中的光致发光

采用阳极氧化法制备了多孔氧化铝,原子力显微镜的观察结果表明其孔径约为10nm。通过物理吸附在纳米孔中组装入有机发光小分子八羟基喹啉铝,观察到了这些小分子的光致发光蓝移现象,与不同浓度的Alq3的PL相比,纳米孔中Alq3的发光接近于单分子发光行为。这种蓝移现象与纳米孔对有机分子聚集程度的限制有关。     

Co纳米线阵列膜热处理前后的结构与磁性研究

在具有纳米级孔洞的多孔氧化铝模板上,用电化学方法成功地制备出钴纳米线有序阵列复合膜。分别用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、选区电子衍射（SAED）、X射线衍射仪和振动样品磁强计（VSM）对样品进行了测试表征。形貌和物相分析表明,模板中的Co纳米线均匀有序,彼此独立,相互平行,每根纳米线由一串微晶粒构成。Co纳米线属六方密堆积结构,有很好的结晶取向,晶体的C轴沿纳米线轴定向排列。热处理能优化Co纳米线的结晶取向。磁性研究显示,纳米线长到一定程度后,长度的增加不再影响它的矫顽力。纳米线短和纳米线长时,存在两种不同的磁化反转机制,对短纳米线,磁化反转机制为旋转型。在这种机制中,热处理导致矫顽力增大。对长纳米线,反磁化机制为畴壁位移。在这同制中,热处理引起矫顽力减小。微磁学计算模拟证明了它们的磁化反转机理。     

用多孔氧化铝模板制备高度取向碳纳米管阵列膜的研究

用多孔氧化铝（ＡＡＯ）模板（孔径约 ２５０ ｎｍ,孔密度约 ５．３×１０~８ｃｍ~(－２),厚度约 ６０μｍ）进行化学气相沉积（ＣＶＤ）,成功地制备出大面积高度取向的碳纳米管有序阵列膜．用透射电子显微镜（ＴＥＭ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了阵列膜的表面形貌和碳纳米管的结构．发现碳纳米管的长度和管径取决于ＡＡＯ模板的厚度和孔径,碳纳米管的生长特性与模板的结构、催化剂颗粒、反应气体热解温度、流量比例以及沉积时间等因素有关．该方法工艺简便,可使碳纳米管的结构均匀一致,排列分立有序,形成一种有用的碳纳米管自组装有序阵列复合结构,且成本低,能实现大面积生长,非常利于碳纳米管基础与应用研究．     

草酸-乙醇-水溶液中制备孔间距大范围内可调

通过添加适量乙醇对草酸电解液进行改性,在40～180 V阳极氧化电压下成功制备了孔间距大范围内可调的高度有序多孔氧化铝模板(100～445 nm). 结果表明,在本实验条件下,适量乙醇的添加可以有效抑止高电压阳极氧化过程中燃烧和击穿现象的发生; 当阳极氧化电压在40～170 V之间时,模板孔间距和电压之间呈现极好的线性关系; 而当电压超过180 V后,模板将会产生燃烧和击穿现象.     

多孔氧化铝薄膜的紫外光致发光

采用电化学阳极氧化技术在草酸和硫酸的混合溶液中制备了多孔氧化铝薄膜. 对其光致发光性能研究发现, 该薄膜具有一个位于350 nm的紫外波段的发光峰. 分析表明, 该发光现象起源于氧化铝薄膜中与草酸根离子相关的发光中心.     

乙醇作为碳源的碳纳米管阵列氧化铝模板法制备

以乙醇为碳源在低气压条件下利用化学气相沉积(CVD)技术在多孔氧化铝模板中制备了碳纳米管阵列. 扫描电子显微镜(SEM)和低分辨透射电子显微镜(TEM)成像结果表明, 所得碳纳米管的外径和长度高度统一, 完全受制于所制备的多孔氧化铝模板阵列纳米孔道. 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)成像表明, 所得碳纳米管的管壁石墨化程度虽与自由生长的多壁碳纳米管管壁石墨化程度还有一定差距, 但已明显高于目前文献所报道的此类碳纳米管. 作为对比, 在相同生长条件下使用乙炔作为碳源也得到了碳纳米管阵列, HRTEM成像结果和Raman光谱证明, 其管壁的石墨化程度较前者要低得多. 本文提出羟基自由基对无定形碳的刻蚀作用对碳纳米管管壁的石墨化有重要影响; 另外, 初步探讨了多孔氧化铝模板阵列纳米孔道的光滑程度对碳纳米管生长的影响.     

不同晶体结构的钴纳米线阵列的制备和磁性研究

通过改变沉积液的pH值, 在多孔阳极氧化铝(AAO)模板中用交流电化学沉积的方法制备出了不同晶体结构的钴纳米线阵列. 当沉积溶液的pH值为2.5时, XRD图像表明钴纳米线阵列材料为面心立方结构(fcc); 当pH值为3.0和3.5时, 为面心立方(fcc)与六角密堆积(hcp)共存的结构; 而当pH值为5.0时, 则为六角密堆积(hcp) 结构. 磁测量结果表明这两种晶体结构的钴纳米线阵列具有不同的宏观磁性. 在沿着纳米线长轴方向, 面心立方(fcc)结构钴纳米线阵列的矫顽力比六角密堆积(hcp)结构的矫顽力高出约900×103/4π A·m^−1, 并且具有更高的矩形比.     

椭圆偏振光谱分析方法对铁表面阳极氧化过程的研究

近半个世纪以来,椭圆偏振技术在材料和化学学科领域的应用,多限于测定固体表面膜厚度和光学常数以及与此等性质有关的范围。黄宗卿与Ord在研究碱性溶液中铁电极的氧化还原时,首先提出了代表△、ψ的总变化的新物理量——光学参量变化速率(optical tracki-     

双室法制备高密度、高纵横比Ag_2S纳米颗粒纳米线

采用双室法,在多孔阳极氧化铝(AAO)模板中制备出高密度、高纵横比的Ag2S纳米颗粒纳米线.用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及能谱仪(EDS)对Ag2S纳米线阵列的形貌、组成及晶体结构进行了表征.结果显示Ag2S纳米线为单斜结构,直径在165～270nm之间,纳米线由直径为40～60nm的球形颗粒构成.化学反应、成核和生长是Ag2S纳米颗粒纳米线的生长机理.     

Porous Anodic Metal Mxides

Porous anodic aluminium oxide （ AAO ） and anodic titanium oxide （ ATO ） attracted an increased attention in the recent years due to their high potentials of application in nanotechnology. This article presents a brief review of some important developments of these smart materials including anodization methods, formation mechanisms of the pores, self-ordering processes and applications. Anodiza tion of other metals are also highlighted.     

CVD制备SiOx纳米线的各个生长阶段的直接实验证据

在纳米线的制备中, 气-液-固(VLS)生长机制得到了人们的广泛认可, 但该机制的很多细节还停留在模型阶段. 依托实验室自行设计的一台生长条件高度可控的高温化学气相沉积(CVD)系统, 采用较为简便的方法, 直接在Si片衬底上制备出了SiO_x纳米线. 通过严格控制实验参数, 用离位观测捕捉到了纳米线的催化、形核和长大的一系列过程及其相关细节, 并发现纳米线从细到粗的气-液-固(VLS)生长机制. 讨论了气-液-固(VLS)机制中气态Si原子的来源以及纳米线的催化、形核和长大过程中的纳米曲率效应和“纳米熟化”现象, 取得了对SiO_x纳米线VLS催化生长机制的理解的突破.     

自催化生长氧化锌纳米柱阵列

报道一种基于有序多孔氧化铝模板纳米掩膜法制备的金属铁和锌纳米点阵列作为催化剂阵列, 通过气相催化生长方法在硅基体上生长氧化锌纳米柱. 初步的研究显示, 该方法制备的氧化锌纳米柱尺寸均一, 取向一致, 呈现高度有序的阵列分布, 纳米柱的直径匹配于所应用的多孔氧化铝掩模板的孔径.     

硝酸钾-氧化铝复合固体电解质在中温区的离子和质子导电性

自 1973年 Liang发现固体电解质的“复合效应”以来,人们相继对许多复合体系进行了研究.复合固体电解质可看成是一个两相混合体,即电导率不太高的离子导体相和高度弥散的绝缘体(如Al_2O_3).复合体的离子电导率常常因复合效应而大大增强.业已提出一些唯象模型来解释这种复合效应,比较典型的是所谓空间电荷层模型,认为离子导体相与绝缘体相之间存在着原子或离子相互作用,从而在两相界面处产生附加缺陷浓度,形成一高电导的空间电荷层.然而有关复合效应的机理目前仍处于定性认识阶段.尽管如此,现已发现某些复合固体电解质可用做中温固体燃料电池、传感器等器件的新型固体电解质材料.例如,已发现Li_2SO_4-Al_2O_3,RbNO_3-Al_2O_3,CsNO_3-Al_2O_3等复合材料在中温区具有相当高的离子电导率;在含氢的环境(如氢浓差电池或氢-氧燃料电池)中质子电导率可达10~(-2)Ω~(-1)·cm~(-1)量级.在原理性燃料电池的实验研究中,用这些材料做固体电解质时,已显示出相当好的放电性能.本文报道关于硝酸钾-氧化铝复合固体电解质材料的结构以及在中温区的离子和质子导电性的研究.1 实验     

聚焦电子束诱导SiO_x纳米线表面碳沉积的分形生长

电子束诱导沉积技术已被证实可以实现各种材料的分形生长,但是目前尚未发现聚焦电子束辐照下低维纳米结构表面未受辐照位置的分形生长现象,造成了聚焦电子束诱导分形生长机理研究的空白与片面性.以透射电子显微镜中残留的有机气体分子为前驱体,室温下利用高能聚焦电子束辐照,研究了一维非晶SiOx纳米线表面未受辐照位置碳沉积的分形生长.利用高分辨透射电子显微镜对SiOx纳米线表面非晶碳的沉积过程进行原位观察,发现了SiOx纳米线表面未受辐照位置非晶碳的不均匀沉积及分形生长,并捕捉到了碳沉积分形生长过程的细节.同时对聚焦电子束诱导SiOx纳米线表面未受辐照位置非晶碳的不均匀沉积及分形生长机理进行了深入的探索.     

一步法生长并自组装一维有机纳米线为有序膜

<正>中国科学院理化技术研究所张晓宏研究小组利用在二氯甲烷/水两相界面,通过简单的溶剂蒸发在界面生长出一维游击纳米线,并进一步自组装成高度有序膜.这种膜可以转化到各种底物上,也可堆积成为多层结构,这为制备适用于大规模应用由并排     

银纳米线网络的高有序排列及其图案化设计

银纳米线的有序排列及图案化,是制备柔性触控感知单元结构的关键步骤,也是银纳米线透明导电薄膜实际应用的最具挑战性的难题之一.传统的银纳米线有序化具有涂布速度慢、流体动力小、有序化程度不高等缺点.本研究使用0.4 wt%超细银纳米线(直径20 nm)的乙醇溶液在快涂布速度下(60 mm/s)制备了有序化程度高达0.82的银纳米线透明导电薄膜.银纳米线网络的超高有序化归因于毛细管作用力和流体动力的大幅度增加.在有序化银纳米线网络结构的基础上,利用常规光刻法和湿法刻蚀制备导电通道,通道宽度范围为20～500μm,精度高达99%以上,为其在可拉伸电极中的实际应用提供了参考.