脉冲激光沉积纳米Si晶粒气相生长的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟方法,引入粘连成核模型,模拟了脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒的气相成核与长大过程,并研究了初始烧蚀Si粒子总数对纳米晶粒尺寸和密度分布的影响.研究结果表明:随着初始烧蚀Si粒子总数增大,纳米晶粒数目增多,尺寸分布变宽,Si晶粒尺寸分布近似满足幂函数衰减规律.给出了烧蚀粒子和环境气体密度随时间演化图,所得结论可为进一步研究纳米晶粒生长动力学提供理论依据.     

环境气体种类对烧蚀粒子输运动力学的影响

为深入理解纳米硅(Si)晶粒的成核机理,实现纳米Si晶粒的均匀可控,采用蒙特-卡罗(MonteCarlo)模拟方法,对脉冲激光烧蚀单晶Si靶沉积纳米Si晶薄膜过程中烧蚀粒子在环境气体中的输运动力学过程进行了模拟,并研究了环境气体种类对烧蚀粒子时空分布的影响.研究结果表明,当环境气体种类确定时,随着时间的推移,烧蚀粒子强度分布的峰值右移;并且在He环境气体中烧蚀粒子的传播距离最大,在Ar环境气体中烧蚀粒子传播距离最小;随着距靶的距离增加,烧蚀粒子的强度减小,在Ne环境气体中传输的烧蚀粒子出现二次强度峰的时间最早,并且强度峰值最大.     

散射电场对激光烧蚀制备纳米Si晶粒分布和尺寸的影响

在10 Pa的氩气环境下采用了脉冲激光烧蚀技术(PLA),通过引入散射电场沉积制备了纳米Si晶粒薄膜.X线衍射谱(XRD)和Raman谱测量均证实了在薄膜中已经形成了纳米Si晶粒;利用扫描电子显微镜(SEM)对所制备的薄膜进行了形貌表征.结果表明,纳米Si晶粒的分布以及其平均尺寸均相对于轴向呈对称分布,加入散射电场后纳米Si晶粒的分布范围增大,其平均尺寸最大值所对应与靶的轴向夹角变大.利用MATLAB对烧蚀颗粒在散射电场的运动过程进行数值模拟,得到与实验结果一致的规律.     

外加电场下脉冲激光烧蚀制备纳米硅晶粒成核生长

采用脉冲激光烧蚀技术,在引入垂直于烧蚀羽辉轴线外加直流电场的前后,分别在1,3,5Pa的室温氩气环境下沉积制备了一系列纳米硅晶薄膜,其中衬底与羽辉轴线平行.扫描电子显微镜(SEM)的检测结果表明,在同一直流电压下制备的纳米Si晶粒平均尺寸和面密度均随气体压强的增加而增大.保持气压不变,引入电场后所制备的纳米Si晶粒平均尺寸相对于无外加电场时增大,而面密度减小.结合纳米晶粒气相成核生长动力学,对实验结果进行了定性分析.     

激光烧蚀制备纳米Si晶粒的激光能量密度阈值

在10 Pa的Ar环境气氛下,采用脉冲激光烧蚀方法在玻璃或单晶Si(111)衬底上制备了纳米Si晶薄膜. 为了确定能够形成纳米Si晶粒的激光能量密度阈值,在0.40～1.05 J/cm2内实验研究了激光能量密度对纳米Si晶粒形成的影响. 扫描电子显微镜(SEM)测量证实,随着激光能量密度的减小,所形成的纳米Si晶粒数目逐渐减少. 当激光能量密度低于0.43 J/cm2时,衬底表面不再有纳米Si晶粒形成. 从激光烧蚀动力学角度出发,对实验结果进行了定性分析.     

脉冲激光烧蚀制备纳米硅晶粒过程中稳定晶核大小研究

采用蒙特卡罗方法,模拟了脉冲激光烧蚀制备纳米硅晶粒的动力学过程.在模拟中采用了成核长大模型,对室温下的硅晶粒成核过程中稳定晶核所含硅原子数目进行了研究.经过大量的计算以及与实验数据的比较,发现当稳定晶核所含硅原子数目为6时,计算得出的纳米硅晶粒平均尺寸分布规律与实验数据符合较好.     

电场对脉冲激光沉积纳米Si晶粒尺寸和面密度分布的影响

为了研究外加电场对脉冲激光沉积纳米Si晶粒的影响,采用XeCl准分子激光器,烧蚀高阻抗单晶Si靶,在10 Pa氩气环境下,调整外加电压的强度,沉积制备了一系列Si薄膜.X线衍射(XRD)谱仪、拉曼(Raman)谱、扫描电子显微镜(SEM)图像均显示纳米Si晶粒已经形成,随着靶衬间距的增加,所形成的纳米Si晶粒的平均尺寸...     

缓冲气体对激光烧蚀制备掺 Er 纳米 Si 晶薄膜结构特性的影响

采用 XeCl 脉冲准分子激光器,保持激光脉冲比为1:3,分时烧蚀Er靶和高阻抗单晶Si靶,在10 Pa的Ne气环境下沉积了掺Er非晶Si薄膜. 在氮气保护下,分别在1 000℃,1 050 ℃和1 100℃温度下进行30 min热退火处理. 对所得样品的Raman谱测量证实,随着退火温度的升高,薄膜的晶化程度提高;利用扫描电子显微镜观测了所制备的掺Er纳米Si晶薄膜的表面形貌,并与相同实验参数、真空环境下烧蚀并经热退火的结果进行了比较. 结果表明,Ne气的引入,使形成轮廓明显的掺Er纳米Si晶粒的退火温度降低,有利于尺寸均匀的晶粒的形成.     

激光退火能量对非晶Si薄膜晶化的影响

采用XeCl准分子脉冲激光,在真空环境中烧蚀单晶Si靶,在Si(111)和石英衬底上沉积生成非晶Si薄膜.在同样的环境下,用激光对非晶Si薄膜进行退火,通过扫描电子显微镜和拉曼光谱仪对退火后的样品进行分析比较.结果表明,激光能量对非晶薄膜的晶化和纳米晶粒尺寸有重要影响.     

氩环境气压对激光烧蚀沉积纳米硅薄膜形貌的影响

采用脉冲激光烧蚀技术在氩气环境下制备了纳米硅薄膜,研究了环境气体压强对纳米硅薄膜表面形貌的影响. 结果表明,当环境气压小于50 Pa时,薄膜表现为常规的量子点镶嵌结构;当环境气压大于50 Pa时,薄膜中出现类网状的絮结构,继续增大氩气压,絮结构逐渐增大,且其隙度增大. 指出该现象与在激光烧蚀过程中纳米硅团簇的形成过程有关.     

磁性Fe3O4明胶复合纳米粒子的制备与表征

用化学共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米粒子,然后用异丙醇为凝聚剂采用单凝聚法制备磁性Fe3O4明胶复合纳米粒子。考察了明胶浓度与异丙醇的体积以及Fe3O4含量对粒径分布及性能的关系。采用透射电子显微镜和Zetasizer粒度分析仪测量磁性明胶复合纳米粒子的平均粒径,X射线衍射仪和红外光谱以及热重及差热分析进行结构和热稳定分析。结果表明磁性Fe3O4明胶复合纳米粒子中的Fe3O4纳米粒子被明胶所包覆,而且粒径很小,具有良好的热稳定性。     

表面粗糙化来提高SiO2中纳米硅的拉曼强度

本文采用表面粗糙化的方法,在拉曼背散射配置下观察到SiO2中注入硅离子形成纳米硅的拉曼散射特征峰．运用声子限制模型对纳米硅的特征峰进行曲线拟合,得到纳米硅的平均晶粒尺寸是2．6nm．这个结果与透射电子显微镜直接观测的纳米硅尺寸非常符合．以上研究表明,表面粗糙化是一个非常有效的方法来提高拉曼散射强度,从而方便地研究纳米硅的拉曼特征,不会对纳米硅的物理性质发生影响．     

共沉淀法合成Mg-Al-类水滑石影响因素研究

混合共沉淀法制备类水滑石(HTlc)纳米粒子时,其粒径及粒径分布会受到多种因素的影响。本文采用正交设计法研究了Mg-Al-HTlc纳米粒子的合成,比较了胶溶时间、胶溶温度、碱用量及老化时间对晶胞参数、粒径及粒度分布的影响及作用。各因素对平均粒径影响顺序为:胶溶温度>老化时间>胶溶时间>碱用量。各因素对粒度分布影响顺序为:碱用量>胶溶温度>老化时间>胶溶时间。单分散HTlc纳米粒子最佳制备条件为:胶溶时间48 h,胶溶温度100℃,碱用量nNH3.H2O/(2n(Mg2+)+3n(Al3+))=1,老化时间45 min。     

利福平Si02纳米微球制备及影响因素的研究

目的,研究纳米SiO2微球组分及制备影响因素、微球表征以及利福平纳米微球的释放效果。方法：1)正交试验选出制备纳米SiO2微球各因素的最佳水平组合;2)乳化剂挥发法制备利福平纳米SiO2微球,并考察和表征其粒径大小、载药量和包封率等指标。3)利福平纳米二氧化硅微球释放评价试验。结果显示：最佳水平组合为A1B3C3D3,即纳米Si02粒径10nm、PLA 80mg/ml、明胶40mg/ml和二氯甲烷:丙酮=2:2。制备的利福平纳米SiO2微球外观圆整,大小均匀,粒径可控。影响载药量因素最主要为聚乳酸含量,其次为两种溶剂(疏水与亲水)的比例,然后是孔径和稳定剂的含量。结论：该方法制备的利福平纳米SiO2微球其载药量、包封率均在60%以上,且体外释放稳定,符合药物缓释的要求。     

ZnSe纳米颗粒的制备及光学性能研究

以硝酸锌和硒粉为源物质,以乙二醇和氢氧化钠的水溶液为反应介质,采用水热法制备了ZnSe纳米颗粒,利用差热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)对产物进行热稳定性、结构、形貌和光学性能表征.差热结果表明ZnSe在常温下具有一定稳定性,直到450℃以上时在空气中可转化为ZnO纳米材料.XRD和SEM研究结果表明,纳米颗粒具有闪锌矿结构并且随着反应时间的增加颗粒尺寸有所增大.PL测试显示近带边发射峰较强,这说明产物的结晶状况良好,并且具有较好的光致发光性能.     

纳米钴粉的制备及其在乙醇中的分散性能

针对高性能硬质合金的制备基础研究,通过直流电弧等离子体蒸发法制备纳米级钴粉,利用X线衍射(XRD)、X线荧光分析(XRF)、振动磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)和相应的选区电子衍射(SAED)等测试手段对样品进行表征。在测定样品粉体于无水乙醇中pH-Zeta电位的基础上,研究超声时间和特定的分散剂及其加入量对分散效果的影响。研究结果表明:直流电弧等离子体蒸发法制备的纳米钴粉为立方晶体结构,纯度(质量分数)达99.923%,粒径分布窄,颗粒呈现球形。随着超声时间和分散剂浓度的增加,纳米钴粉在无水乙醇中的分散效果呈现先增大后减小的趋势;不同分散剂分散效果从优到劣的顺序为:PVP,SHMP,TEA,CTAB和STAN-80。纳米钴粉在无水乙醇中较好分散工艺为:在pH=7的情况下,PVP加入量(质量分数)为2%,超声时间为30 min,超声功率为560 W。     

反相乳液聚合制备多柔比星纳米粒

以抗癌药物多柔比星为模型药物,通过反相乳液聚合法制备了以聚乙烯吡咯烷酮为载体的多柔比星纳米颗粒,并用扫描电镜、激光粒度仪、红外光谱对其进行表征.激光粒度仪测试表明:在最佳制备条件下,纳米颗粒的平均粒径为18.8 nm,粒径分布为15~32 nm,与扫描电镜的结果基本吻合;红外光谱测试表明,制备的纳米颗粒由多柔比星和聚乙烯吡咯烷酮共同组成;体外释放研究表明,纳米粒子在体外释药缓慢.