羽毛状硼纳米线并联结及其高定向列阵

利用射频磁控溅射方法, 首次合成了具有单侧羽毛状的多级并联结硼纳米线. 硼纳米线分枝在主干的同一个侧面形核和生长, 形成并联的Y型或是T型纳米结, 主干的直径在60~80 nm, 而分枝的直径在20~40 nm. 分枝和分枝之间、主干和主干之间、分枝和主干之间, 全部自组织成排列规则、高度取向的列阵, 在羽毛状硼纳米线的形成和自取向过程中, 没有涉及到任何的模板和触媒. 我们相信通过优化实验条件和改变靶的成分等, 采用同样的方法可以制备一系列的不同纳米线或是纳米管之间的异质结.     

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。     

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.     

银纳米线网络的高有序排列及其图案化设计

银纳米线的有序排列及图案化,是制备柔性触控感知单元结构的关键步骤,也是银纳米线透明导电薄膜实际应用的最具挑战性的难题之一.传统的银纳米线有序化具有涂布速度慢、流体动力小、有序化程度不高等缺点.本研究使用0.4 wt%超细银纳米线(直径20 nm)的乙醇溶液在快涂布速度下(60 mm/s)制备了有序化程度高达0.82的银纳米线透明导电薄膜.银纳米线网络的超高有序化归因于毛细管作用力和流体动力的大幅度增加.在有序化银纳米线网络结构的基础上,利用常规光刻法和湿法刻蚀制备导电通道,通道宽度范围为20～500μm,精度高达99%以上,为其在可拉伸电极中的实际应用提供了参考.     

半导体纳米线——宏观牛顿世界与微观量子世界的理想桥梁

本文以我们的研究团队自1995年以来在半导体纳米线材料与物理研究中所做的科研工作为主线，从如何自下而上地规模、可控制备硅等半导体纳米线的开创性研究工作开始，着重介绍半导体纳米线独一无二的物理性质的代表性研究工作，以及它们在高品质真空电子源、新型高效光电器件、新能源器件方面的潜在应用的研究成果．最后，对半导体纳米线的未来发展前景进行了展望．     

纳米线高应变率拉伸超塑性

应用分子动力学方法,采用嵌入势EAM与Buckingham势,对金属Cu、半导体化合物CuInSe2和陶瓷化合物MgO纳米线进行拉伸模拟,考察其拉伸应力-应变曲线,并分析拉伸过程中的结构变化.发现当以高于临界应变率的速率对纳米线进行拉伸时,纳米线由脆性断裂向韧性断裂转变,且其延伸率可以超过100%,表现出超塑性的特性,而以较低应变率拉伸时,纳米线仍然表现为脆性断裂,这表明纳米线材料的超塑性对于应变率高度敏感.通过观察纳米线在拉伸过程中的结构变化,发现高应变率拉伸时由于CuInSe2与Cu纳米线晶体结构发生非晶化,在这一转变过程中大量能量被吸收,因而导致其塑性变好.而MgO纳米线则发生面心立方结构向环形结构的相变,相变的发生同样导致了能量的吸收,从而使其塑性大大改善.     

银纳米线柔性透明导电薄膜的制备

采用多元醇法制备了直径约40 nm、长径比约300的银纳米线.以聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(polyethylene terephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate, PETG)膜为基底,采用旋涂法制备了银纳米线柔性透明导电薄膜,探究了不同辅助成膜剂对成膜性能的影响.发现以黄原胶为辅助成膜剂制备的银纳米线薄膜具有较理想的透明性和导电性;银纳米线分散液沉积密度对银纳米线薄膜的透明性和导电性有重要影响,当沉积密度为10 mg/cm²时,银纳米线薄膜的透光率和导电性能最优;弯曲测试结果表明,银纳米线薄膜具有很好的柔韧性.     

变截面纳米线声子输运蒙特卡洛模拟

采用蒙特卡洛(MC)方法建立了声子在变截面硅纳米线内的输运模型, 以渐扩几何体与渐缩几何体为物理模型, 分别研究了在等热量与非等热量输入条件下2种模型的热整流效应和声子的输运特性. 模拟结果表明在2种条件下, 渐缩模型的热传导性能均高于渐扩模型. 在非等热量输入的条件下, 渐缩模型的热整流效应要大于等热量输入条件下的热整流效应.2种物理模型的主要区别在于体积的分布不同, 虽然在纳米尺度下边界散射作用明显, 但模拟结果表明边界散射对热传导的影响小于质量分布不同对声子输运的影响.     

两步法仿生合成TiO2纳米线及其表征

以钛酸正四丁酯及L-半胱氨酸为钛源和模板剂,醇热法仿生合成纳米TiO2前体,冉将前体与氢氧化钠溶液水热反应制备出TiO2纳米线．通过SEM、XRD、FTIR以及比表面积及孔径分析仪对前体及纳米线进行表征,结果表明：TiO2纳米线为无定型的钛酸盐结构,直径在20～40nm,长度达数微米,其比表面积为312．58m2／g;煅烧后TiO2纳米线由无定型转变成锐钛矿型结构,FT—IR图谱分析表明纳米线含有Ti—O键．