纳米洋葱状富勒烯的制备方法及生长机理

评述了近几年来富勒烯的发现过程，论述了纳米洋葱状富勒烯的几种制备方法，并对其生长机理进行了探讨性研究。同时指出了每种方法的优缺点，为富勒烯的宏量制备和应用研究指明了方向。简述了本课题组采用真空热处理方法，石墨在催化剂的作用下转变为洋葱状富勒烯的工作。     

热处理制备碳纳米洋葱状富勒烯的研究

采用真空热处理方法，以石墨为原料制备洋葱状富勒烯。利用高分辨电子显微镜对其进行了观察和表征。用金属纳米颗粒掺杂催化制成的纳米洋葱状富勒烯，石墨化程度较高。催化剂对纳米洋葱状富勒烯的形成有较大影响。这种制备纳米洋葱状富勒烯的方法工艺简单、产量较高，产品易于纯化，比较易于工业化。     

化学气相沉积法合成梳状纳米ZnO及其发光性能研究

在600~700 ℃,无催化剂条件下热蒸发Zn及Zn与醋酸锌(Zn(Ac)2)的混合物,成功合成了梳状纳米ZnO.通过场发射扫描电镜(FESEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)对各类反应条件下所制备的ZnO纳米形貌进行了观察,结果表明,ZnO纳米结构具有规整的梳状,且为单晶结构,同时对梳状纳米结构体系的生长机理进行了探讨.室温光致发光谱显示,梳状ZnO的紫外发射峰位为397 nm,有明显的红移,同时半高宽(FWHM)变大,而绿光发射峰位在453~493 nm之间分裂为4个次级峰,有明显的蓝移.     

化学气相沉积法合成ZnS纳米球

以碳纳米管层作为空间限制反应的模板，采用化学气相沉积法（CVD）生长ZnS纳米球。透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）实验结果显示出其生成物为β－ZnS纳米球，直径为70nm左右，具有颗粒均为、纯度高、产率大、成本低、适于批量化生产等特点。     

等离子体辅助化学气相沉积法生长ZnO薄膜的研究

讨论了在不同基板温度下用等离子体辅助化学气相沉积法生长ZnO薄膜,用X射线衍射(XRD)分析仪、反射式高能电子衍射(RHEED)仪及X射线光电子能谱(XPS)分析ZnO薄膜的特征.分析结果显示,在基板温度为300 ℃,二乙基锌(DEZ)流量为50 mL/min条件下可得到优取向高晶化的ZnO薄膜.光学性能分析表明,ZnO薄膜是透明的,在可视区峰值透光率高达85%.     

NaCl担载Fe催化CVD法合成碳洋葱

以水溶性NaCl为载体,用浸渍法制备了Fe质量分数分别为0.3%、1.6%、3.3%和5.2%的催化剂,在400℃下催化裂解乙炔合成纳米碳材料;用场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电镜对样品进行了结构表征和分析。结果显示,利用Fe质量分数为0.3%的催化剂合成的碳洋葱颗粒直径分布在15-50 nm之间,多数在15-35 nm内。     

Al_2O_3担载Fe化学气相沉积法合成石墨烯

Al2O3担载Fe作催化剂化学气相沉积法400℃下催化裂解乙炔进行反应,反应气氛分别为氢气和氩气,产物通过60℃下36%的浓盐酸中回流进行提纯.样品通过扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜进行了表征.结果表明:当反应气氛为氢气时可以一次性制备均匀性很好的薄膜,其厚度约为3～15nm,层数约8～20层,薄膜之间相互交连在一起,表面有很多褶皱,为典型的石墨烯纳米片的结构;当反应气氛为氩气时,石墨烯纳米片则变成了副产物.     

催化化学气相沉积法制备纳米碳管的工艺条件优化

采用正交实验对催化化学气相沉积法（CCVD）制备多壁纳米碳管（CNTs）的反应温度、反应时间和气相物料之比进行了考察，给出了优化后的工艺参数．通过X-射线衍射仪、热失重分析、拉曼光谱分析和透射电镜等检测方法，对产物进行了分析．结果表明：最佳反应条件组合为VCH4：VN2：VH2=4：0：1，反应嘎度为600℃，反应时间为60min；因素对碳产率影响的主次顺序为反应温度、VCH4：VN2：VH2、反应时间.     

热丝化学气相沉积法生长金刚石薄膜的动态模型

在用热丝化学气相沉积法生长金刚石薄膜的过程中，具有活性的原子及原子团的运输是一个复杂的动态过程，对此过程提出了一个理论模型，着重研究衬底附近的活化气体原子团的比例随各参数的变化及其对金刚石生长的影响，从而求得在一定的参数空间内理想的金刚石生长区域，以指导金刚石外延的实践。     

用热解化学气相沉积方法合成金刚石膜

众所周知,金刚石不仅是最好的超硬耐磨材料,而且也是一种理想的功能材料。 1976年苏联科学家Derjaguin等人用化学输运反应方法首次在非金刚石衬底上合成出金刚石膜,1981年Spitsyn等人对该金刚石膜的合成机理进行了探讨。由于低压法合成金刚石可以在大面积的各种衬底上沉积出粒状或膜状金刚石,因此它将为金刚石在电子工业,光学工业和空间技术等重要领域的广泛应用开拓了崭新的局面。     

Synthesis of nano onion-like fullerenes by using Fe/Al2O3 as catalyst by chemical vapor deposition

Nano-carbon materials were synthesized by the catalytic decomposition of acetylene at 400℃ by using Fe/Al₂O₃ as catalyst. The product was refluxed in 36% concentrated HCl at 60℃ for 48 h in order to remove the catalyst support. The samples were examined by scanning and high resolution transmission electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction. The results show that nano onion-like fullerenes encapsulating a Fe₃C core were obtained. These had a structure of stacked graphitic fragments, with diameters ranging from 15―50 nm. When the product was further heat- treated at 1100℃ for 2 h, nano onion-like fullerenes with a clear concentric graphitic layer structure were obtained. The growth mechanism of nano onion-like fullerenes encapsulating metal cores is suggested to follow a vapor-solid growth model.     

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。     

RF-PCVD法制备纳米TiO_2粒径分布的数值模拟及进料浓度的影响

射频等离子体反应器适用于气相法快速合成高纯纳米微晶.针对小流量TiCl4氧化合成TiO2纳米微晶反应体系,在Matlab软件中采用有限差分法,以求解温度场的二阶偏微分方程模拟出反应器内的温度分布.通过将温度场与长大过程动力学方程偶联,沿每条气体流线计算,模拟出最终TiO2纳米微晶粒径及其粒度分布.不同进料浓度条件下的数值解与实验结果基本吻合.由于流动状态和浓度分布过于理想以及未考虑长大过程中传质因素的影响等,数值解与实验结果还存在一定的差距.     

以MnCl_2为催化剂前体用CVD法合成碳纳米管

以MnCl2为催化剂前体,利用化学气相沉积法合成出了碳纳米管,利用电子显微镜和能量色散X射线谱对样品进行了表征,系统研究了碳纳米管生成的条件。     

热壁CVD法GaN微晶粒的制备

用热壁CVD法在Si（lll）衬底上生长GaA薄膜,用扫描电镜（SEM）观察发现在表面上有大量微晶粒,这些晶粒的直径在2-4μm之间。用扫描电镜（SEM）、选区电子衍射（SAED）、X射线衍射谱（XRD）、傅里叶红外透射谱（FTIR）、光致荧光谱（PL）对样品进行了结构、组分及发光特性分析。结果表明：这些微晶粒为GaN六方铅锌矿。     

气相法生长金刚石薄膜过程和热解CVD实验

本文简述了气相法生长金刚石薄膜的基本过程,论述了反应气体系统及碳源浓度、激活源、基片温度和预处理等参数对金刚石结构和性能的重要影响.     

沉积温度对取向纳米ZnO阵列形貌结构的影响

采用化学气相沉积方法,以ZnO及无定形碳粉末为原料,高纯Ar气为载气,在单晶硅和Al2O3基底上,用化学气相沉积技术,在750—1050℃范围内制备了取向的纳米ZnO晶体阵列．用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和荧光光谱（PL）等方法对ZnO薄膜阵列的结构和性能进行了表征,发现沉积温度对取向ZnO纳米阵列的生长结构和光致发光特性有重要影响,并就生长条件对纳米ZnO晶体阵列性能的影响因素进行了讨论分析．     

PECVD法低温制备微晶硅薄膜的晶化控制

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在玻璃衬底上低温制备了微晶硅(μc-Si:H)薄膜。利用拉曼(Raman)散射谱、原子力显微镜(AFM)研究了H2稀释、衬底温度、射频功率等对薄膜晶化的影响。研究结果表明,当H2稀释比从95%升高到99%、衬底温度从200℃逐渐升高到400℃、硅膜的晶化率逐渐提高,结构逐渐由非晶向微晶转变,射频功率对薄膜晶化的影响有一最优值。