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.     

多种纳米结构SiO2的制备及其生长机制研究

采用化学气相沉积方法,以Au量子点作催化剂在Si衬底上直接生长特定形貌的SiO2纳米结构．与传统的VLS机制相比,SiO2纳米结构的生长应该是SLS生长机制．     

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.     

取向ZnO纳米线阵列的生长机理及发光特性

用化学气相沉积法制备了圾向纳米氧化锌（ZnO）阵列；用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察了制备的纳米ZnO的形貌结构;用荧光光谱仪（PL）分析了样品的发光特性；以气-液-固（VLS）生长模型和Ehrlich-Schwoebel势垒理论解释讨论了ZnO纳米线的生长结构与机理。     

SnO2纳米线的制备及结构表征

以SnO₂粉末和碳粉的混合物为源,高纯氮气为载气,利用化学气相沉积法在1 000 ℃下,在溅有Au的单晶Si衬底上制备了SnO₂纳米线。用SEM、XRD测试技术对样品进行了结构、形貌的表征,利用PL技术分析了样品的发光特性。由分析可知,样品均为四方金红石结构,退火时间对样品形貌具有一定的影响,但不影响其结构。所制备的SnO₂纳米线结晶质量较高,其生长遵循VLS机制。     

核壳结构的Ga_2O_3-SiO_2纳米同轴电缆的制备及其结构表征

实验利用热蒸发法,以Au覆盖的Si(111)片作为基底,在1 300℃对单质镓加热不同的时间,制备出了一种特殊的纳米同轴电缆结构,并通过SEM(scanning electron microscopy)、XRD(X-ray diffraction)、TEM(transmission electron microscopy)、EDS(energy dispersive spectroscopy)等多种检测手段对样品进行了表征.SEM图像表明该实验制备了大量直径在100~400 nm的纳米结构,而且不同的恒温加热时间会对样品的形貌和结构有显著的影响,通过XRD、TEM、EDS检测确定了这种核壳结构,即外部的SiO_2壳包裹着内部的Ga_2O_3纳米线.最后具体分析了这种核壳结构的可能生长机理:在Ga_2O_3纳米线生长的初期以合金液滴指引的VLS(vapor-liquid-solid)生长机理为主,当Si基底表面覆盖一层纳米材料后,以结构缺陷引导的VS(vapor-solid)生长机理在之后的纳米结构形成过程中起主要作用,而SiO_2外壳是以Ga_2O_3纳米线为模板形成的.     

双掺杂透明导电氧化物纳米线的制备与发光性能

文章以金属镓(Ga)、铟(In)和氧化亚锡(SnO)粉末作为前驱反应物,通过简单的热蒸方法成功制备出双掺杂的氧化物ISGO(掺杂了In、Sn的Ga2O3)纳米线。样品的形貌、结构与成分的测定分别在场发射扫描电镜、X射线衍射谱仪、选区电子衍射、高分辨透射电镜以及X射线能量散射谱仪上进行,结果表明已合成的纳米线为掺杂In和Sn具有单斜晶结构的-βGa2O3;还提出了用自催化气-液-固(VLS)生长机制来解释双掺杂氧化物ISGO纳米线的生长;提出了由于Sn和In成分的双掺杂,使得其发光峰的峰位明显红移、半高宽变宽。     

催化剂及时间对氧化镓表面形貌及结构的影响

通过热蒸发法,使用Ga_2O_3粉末作为前驱材料分别在无催化剂Si(111)基底和镀金Si(111)基底上制备出Ga_2O_3纳米结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品的表面形貌进行表征.结果显示,生成的纳米结构为β-Ga_2O_3单晶,催化剂及制备时间对样品的形貌有显著的影响.最后我们研究了不同条件下Ga_2O_3的生长机理.不使用催化剂所生长的β-Ga_2O_3为VL生长机制,使用Au作为催化剂所生长的Ga_2O_3为VLS生长机制.     

物理热蒸发法制备CdS/SiO2纳米线阵列和CdS纳米带

利用物理热蒸发法蒸发CdS和CdO的混合粉末，Si衬底表面发生了选择性刻蚀，并由此制备出CdS／SiO2纳米线阵列和CdS纳米带．研究了CdS／SiO2纳米线阵列的形成原因和CdS纳米带的生长过程，结果表明：CdS枝晶的生长对CdS／SiO2纳米线阵列的形成起到了非常重要的作用；CdS／SiO2纳米线阵列的形成符合“纳米电化学自组织机制”；CdS纳米带的生长过程为气一目过程．     

不同衬底对CBD法制备ZnO纳米棒阵列的影响

采用化学溶液沉积（CBD）法在3种不同衬底上生长ZnO纳米棒阵列, 并利用X射线衍射(XRD)、  扫描电子显微镜(SEM)、 原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)谱研究纳米棒的结构、 形貌和光学特性.  结果表明: 产物均为ZnO纳米棒状结构且均匀分布在衬底上, 其中在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底和玻璃衬底上生长的ZnO结晶质量优于在硅衬底上生长的样品, 而纳米棒在玻璃衬底上的覆盖密度最大且取向均一; 在Si衬底上生长纳米棒的发光性能最好; 3个样品的紫外峰位均发生微小移动, 这是由于纳米棒尺寸不同导致应力发生变化所致.      

In_2O_3准一维纳米结构的可控制备研究

以In2O3和活性炭混合物为蒸发源,利用化学气相沉积法在硅衬底上制备了In2O3纳米线.对In2O3纳米线的生长机理进行讨论,认为在衬底表面维持一定的氧化铟基团浓度是导致出现In2O3纳米线的原因,因此可以通过调节氧化铟基团的浓度去控制准一维In2O3纳米结构的生长.     

不同形貌氧化锌纳米棒的CVD法制备及生长机制讨论

采用CVD技术制备了不同形貌的ZnO纳米棒.并利用XRD、SEM、能谱仪、荧光光谱仪对比研究了其表面结构、成份、相结构及光致发光特性.结果表明,样品形貌随着沉积位置的变化而变化,其生长遵循金属自催化机制.并且表明离子化氧空位的存在有利于ZnO的绿光发射.     

The influence of the surface migration of gold on the growth of silicon nanowires

Interest in nanowires continues to grow, fuelled in part by applications in nanotechnology. The ability to engineer nanowire properties makes them especially promising in nanoelectronics. Most silicon nanowires are grown using the vapour-liquid-solid (VLS) mechanism, in which the nanowire grows from a gold/silicon catalyst droplet during silicon chemical vapour deposition. Despite over 40 years of study, many aspects of VLS growth are not well understood. For example, in the conventional picture the catalyst droplet does not change during growth, and the nanowire sidewalls consist of clean silicon facets. Here we demonstrate that these assumptions are false for silicon nanowires grown on Si(111) under conditions where all of the experimental parameters (surface structure, gas cleanliness, and background contaminants) are carefully controlled. We show that gold diffusion during growth determines the length, shape, and sidewall properties of the nanowires. Gold from the catalyst droplets wets the nanowire sidewalls, eventually consuming the droplets and terminating VLS growth. Gold diffusion from the smaller droplets to the larger ones (Ostwald ripening) leads to nanowire diameters that change during growth. These results show that the silicon nanowire growth is fundamentally limited by gold diffusion: smooth, arbitrarily long nanowires cannot be grown without eliminating gold migration.     

压强对PECVD制备碳纳米管的影响

采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD),以C2H2、H2和N2为反应气体,在镀Ni催化剂的Si基底上成功制备出多壁碳纳米管薄膜.并通过扫描电镜拍摄其表征,系统、深入地研究了沉积压强对碳管形貌的影响.结果表明:沉积压强对催化剂的刻蚀和碳纳米管薄膜的形成起着重要作用,获得定向性良好、分布均匀、密度适中的碳纳米管的最佳沉积压强是300 Pa.     

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.