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.     

Si纳米线的Au催化固-液-固生长与结构表征

为:Au膜层厚度为5～10 nm,温度为1 100 ℃,N2气流量为1.5 L/min.     

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.     

二氧化锡纳米线的制备及表征

采用真空蒸发沉积法制备二氧化锡纳米线,对二氧化锡纳米线的制备过程进行描述,并采用扫描电子显微镜对样品形貌进行表征,发现使用此方法可以制得较好的纳米线样品,以及使用X射线衍射仪对样品进行物相分析,发现制得的样品结晶良好,结构单一。在实验中,恒温温度和衬底的不同,对二氧化锡纳米线的生长有重大的影响,而在通保护气体的情况下保护气体氩气的流速也对二氧化锡纳米线生长产生影响。     

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.     

单晶Se纳米线的制备及表征

用化学气相沉积的方法制备了单晶Se纳米线,并用TEM、HRTEM、SAED、XRD和EDX等分析手段对其形貌和结构进行了表征.结果表明:单晶Se纳米线为三方相结构,并且其结晶性能良好,其生长方向是沿着三方相Se的[001]方向生长.     

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。     

带隙渐变纳米线的制备及其非线性光学效应研究

由于一般的半导体纳米材料只有单一带隙,限制了其应用范围。通过搭建气–液–固法生长纳米线的实验装置,引入金作为催化剂,并加入移动源,成功制备出单根带隙渐变的硫硒化镉纳米线。其成分从一端的纯硫化镉连续过渡到另一端的纯硒化镉,对应的带隙从2.44 e V渐变到1.74 e V。并使用波长为405 nm的激光照射该纳米线,得到它的荧光光谱图来证实其带隙呈渐变状态。利用波长为1 064 nm的激光,将其耦合进单根纳米线中,产生了532 nm的绿色倍频光和双光子荧光,这说明硫硒化镉纳米线具有二阶和三阶的非线性光学效应。     

等离子电弧蒸发及后续氮化制备AlN纳米线

采用两步熔铝氮化法成功地制备出了 AlN 纳米线。首先,用含氮等离子体电弧法制得 Al AIN 混合纳米粉。然后,再将 Al AlN 混合纳米粉在750～850℃下保温1h 进行氮化处理,制备出含有 AlN 纳米线的纯 AlN 纳米材料。经 XRD、TEM和 HR—TEM 的测试表明:AIN 纳米线呈表面平滑的棒状形貌,其直径10～50mm,长度为500 nm～500μm。同时探讨了 AlN纳米线的生长机制。     

磁性氧化铁纳米线的制备与表征

通过溶胶-凝胶法在氧化铝模板（AAO）中制备出了磁性Fe_2O_3纳米线阵列,然后去除AAO模板得到磁性Fe_2O_3纳米线。用SEM,TEM,FTIR,EDX,VSM对磁性纳米线的形貌、微结构和磁性能进行表征。SEM和TEM结果显示磁性纳米线的直径约为50～80nm,长度在8～10μm,长径比为120～180;FTIR和EDX结果表明制备的产物是磁性Fe_2O_3纳米线;VSM结果表明磁性氧化铁纳米线阵列存在明显的磁各向异性。此外,采用Zeta电位仪对磁性Fe_2O_3纳米线表面的电性进行了研究,结果表明纳米线表面带正电荷,有利于和动物细胞相结合。     

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.     

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.     

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.     

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．     

钛酸钠纳米线的合成和结构

利用TiO2粉末和NaOH水溶液在175~240℃水热反应得到了具有层状结构的钛酸钠纳米线。研究了原料比例和反应温度的影响。利用X射线粉末衍射、电子显微术和X射线能量色散谱等结构分析手段研究了纳米线的微观结构。观察到纳米线内部存在大量畴界和缺陷。发现上述钛酸钠纳米线的结构与任何已知结构都不相同,初步标定为单斜结构,单胞参数为a=2.15nm,b=0.377nm,c=1.28nm,β=103.5°。进一步用上述纳米线和KOH溶液水热反应合成了钛酸钾(K2Ti8O17)纳米线。     

钛酸钠纳米线的合成和结构

利用TiO₂粉末和NaOH水溶液在175℃～240℃水热反应得到了具有层状结构的钛酸钠纳米线。研究了原料比例和反应温度的影响。利用X射线粉末衍射、电子显微术和X射线能量色散谱等结构分析手段研究了纳米线的微观结构。观察到纳米线内部存在大量畴界和缺陷。发现上述钛酸钠纳米线的结构与任何已知结构都不相同,初步标定为单斜结构,单胞参数为a=2.15nm, b=0.377nm, c=1.28nm, β=103.5°。进一步用上述纳米线和KOH溶液水热反应合成了钛酸钾(K₂Ti₈O₁₇)纳米线。     

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。     

改性磷酸硅的合成及性能

以磷酸、水玻璃为原料,氧化锌、氧化钙为改性剂,利用水热法合成出了新型化合物—改性磷酸硅（磷硅锌钙）。ＸＲＤ物相分析证明产品为非晶态,ＩＲ光谱分析产品中磷酸根离子的局部对称性为正四面体结构,应用试验表明该产品在油漆、涂料行业中可作为防锈颜料,以取代传统的铬系、铅系有毒颜料,其防锈性能超过国标３倍。