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.     

SiO_x纳米线的热蒸发法制备及表征

采用活性炭还原SnO2粉末得到的金属锡作为催化剂,在硅片上生长出SiOx(x在1～2之间)纳米线.分析900℃～1 100℃下生长出来的SiOx纳米线发现,温度越高,纳米线越密集,表面也更光滑;分析不同温度梯度下生长出来的纳米线表明,硅片上温度梯度越小,生长的纳米线分布越均匀,直径也越均匀.并结合实验条件对SiOx纳米线的生长机理进行初步探讨.     

一种无金属催化辅助生长SiC纳米线的机制

采用扫描电镜、能谱、X-射线衍射及透射电镜等技术分析了一种无金属催化辅助下制得的SiC纳米线的生长过程及生长机制.结果表明:在生长初期SiC纳米线端部就形成凝固熔滴.凝固熔滴在随后的纳米线择优沿[111]方向生长过程中不断地向前推进.凝固熔滴中除了含有Si和C以外,还含有O.SiC纳米线的生长机制因属于气-液-固机制,反应气氛中的氧代替金属催化剂参与了SiC纳米线的形核及生长.     

Si纳米线的制备方法与器件应用

以气-液-固(VLS)、气-固-固(VSS)、固-液-固(SLS)和氧化物辅助生长(OAG)机制为主线,着重介绍与评论了几种主要的Si纳米线的制备方法,如激光烧蚀沉积(LAD)、化学气相沉积(CVD)、热蒸发和金属(Au,Fe,Ni和Al)催化生长等.简要介绍了Si纳米线及其阵列在场效应晶体管、场发射器件、太阳电池、传感器以及集成电子器件等方面的应用.最后,讨论了各种制备方法的优势与不足,指出了该研究领域今后的发展方向.     

DKDP晶体的固-固生长

本文描述 DKDP 晶体的固一回生长现象。它可以在四方母体上发生,也可以在单斜母体上发生。固一固生长过程与母相晶体的对称性有关,与周围的介质无关。测量了不同温度下的生长速度,对固一固生长的机制进行了讨论。     

碳纳米管的催化合成、结构表征及应用研究

概述近10年来国内外在碳纳米管催化合成及其应用研究领域的发展动态,着重介绍本研究组在管径小而均匀碳纳米管的催化合成、结构性能表征、及其在作为新型催化剂载体材料及储氢等应用领域的研究进展。     

浮选固液界面性质的表征技术研究进展

浮选是发生在固、液、气三相界面的物理化学过程,其界面性质影响矿物颗粒的分选效果,尤以固液界面的影响更为显著。因此,分析浮选药剂与矿物表面的界面作用是强化浮选过程的重要途径。本文综述了耗散型石英晶体微天平、原子力显微镜、表面力仪、和频振动光谱以及分子动力学模拟等表征技术在固液界面性质研究中的应用,从宏观到微观尺度分析浮选药剂与矿物表面的界面作用及空间匹配机制,分析各种表征手段的特点及优势。为深入研究浮选固液界面性质,未来可结合多种先进测试技术,发展多功能表征仪器,从多角度精确解析界面间相互作用及其性质变化。     

蒲公英状氧化镓纳米线的制备与表征

在1 200℃对Ga2O3粉末和Au覆盖的Si(111)基片加热不同时间,利用热蒸发法制备Ga2O3纳米线。实验中我们发现了一个新的成核过程,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)技术对样品进行了结构、形貌的表征。SEM显示,在整个样品表面形成大量直径约200~300 nm的蒲公英状纳米线。能量色散谱(EDS)显示,样品为纯净的Ga2O3。由分析可知,生长时间对样品的形态和微观结构有一定的影响。最后,简要讨论了这种奇特结构的生长机制。     

Si在Au(111)面的电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理,对Si原子在Au(111)表面和体内掺杂的电子结构和光学性质进行了比较研究。结果表明,在Au(111)体内掺杂时,Si原子与周围六个Au原子成键,p电子更局域。电荷密度分析表明,掺杂Si后,Au原子周围的电子密度明显减少,而SiAu原子之间的电子密度明显增加,电子由Au原子向SiAu原子之间转移。通过计算Mul-liken键级表明,SiAu原子之间形成共价键,表面掺杂时的SiAu键级比体内大。吸收谱的计算表明,在体内掺杂Si原子时的吸收谱明显增强。     

多金属氧酸盐纳米线的制备表征及独特性质

在适当表面活性剂存在下，利用低温固相反应首次制备多金属氧酸盐纳米线，并用红外、透射电镜、X射线粉末衍射等手段进行表征。结果表明纳米线长为1－2μm，平均直径为20nm。此外多金属氧酸盐纳米线还具备其他一维纳米材料所不具有的特殊表面形貌。     

Au纳米晶在单晶硅(110)表面上的分形生长

利用水溶液法制备了Au纳米粒子水溶胶, 透射电镜观察, Au纳米粒子的平均粒径 为29 nm. 将此溶胶滴至干净的单晶硅(110)表面上, Au纳米粒子自组装形成分形结构. 通 过控制温度, 所得的分形结构表现出不同的形貌特点. 利用光学显微镜观察Au纳米粒子 的聚集分形生长过程, 用原子力显微镜对分形结构的表面形貌进行表征, 讨论了分形生 长机理.     

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.     

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.     

GaN纳米线的成核及生长机制研究

报道了利用CVD方法研究GaN纳米线的成核和生长机理的最新结果,着重强调了生长温度和催化剂对纳米线生长的影响。通过分析GaN纳 米线的形貌、显微结构与生长温度、催化剂等影响因素之间的依赖关系,详细研究了GaN纳米线的生长过程。这一结果有助于了解一维纳米结构的生长机理,实现纳米材料的可控制生长,并有可能直接应用于GaN纳米器件的制备。     

非晶态硅薄膜的生长规律及其特性

非晶态半导体研究所涉及的重要问题之一,是探索制备薄膜材料的优化生长条件。文中对利用等离子体技术制备的非晶态硅薄膜的生长参数作了分析,优化了生长条件。并就生长参数对薄膜特性的影响进行了讨论。利用透射电子显微镜TEM观测了薄膜的结构与晶粒度,作了动力学理论分析,其结果与实验相一致。     

在表面活性剂辅助下优质氢氧化钕纳米线的合成和表征

具有50～100nm平均直径和长约10μm的单晶氢氧化钕纳米线,已经在大量的CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）阳离子表面活性剂的协助下通过水热法控制纳米结构的演化成功地合成,在表面活化剂CTAB的辅助下,可控制纳米结构的演化．测量方法包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）．借助这些手段,可表征产物的特性．     

钛纳米线力学、热学和电子性质的结构与尺寸依赖性

为了研究金属纳米物理性质与结构和尺寸之间的关系,我们选择不同结构和生长序列的几个典型的超细Ti纳米线,即四边形、五边形和六边形序列,以及六边形序列的两个较大体系,以分别考察结构和尺寸效应.我们计算了Ti纳米线的角关联函数和振动谱,电子态密度用平面波赝势的密度泛函电子结构自洽场计算.采用分子动力学方法研究Ti纳米线的热力学融化行为.结果表明,Ti纳米线的振动性质和电子性质表现出渐进的尺寸演化和明显的结构关联;较小的纳米线的电子态密度是类似分子的离散谱,而当线的直径大于1*!nm时便表现为类似体材料的电子结构.Ti纳米线的融化行为既不同于团簇也不同样块体材料,表现出明显的结构和尺寸依赖性.对较大尺寸的纳米线,我们观察到从螺旋多壳的圆柱体到类似块体的结构相变.     

纳米金修饰硅纳米线电极阳极溶出法测定痕量铅、铜

以浸入沉积的方法在硅纳米线上修饰了金纳米颗粒,并通过电子扫描显微镜（SEM）和X射线荧光分析（XRF）对金纳米粒子修饰的硅纳米线电极表面形貌进行了表征.以修饰后的硅纳米线电极作为工作电极,采用阳极溶出法检测水中痕量铅和铜,考察pH值、富集电位和富集时间对溶出峰的影响,优化出最佳实验条件.在优化的实验条件下,铅Pb2＋和铜Cu2＋的灵敏度分别为0.649μA/（μg.L-1）和0.177μA/（μg.L-1）.检测极限达到0.26μg.L-1和0.67μg.L-1.峰电流与离子浓度在质量浓度25~200μg.L-1的范围内形成良好的线性关系.