磷化铟纳米线的溶剂热制备及其表征

以氯化铟和无毒红磷为主要原料,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,采用溶剂热法低温合成磷化铟纳米线,并用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对所制备产物的结构和形貌进行了分析表征;能谱仪(EDS)和荧光分光光度计对所制备产物的成分,含量和发光性质进行了表征.结果表明:采用该方法制备出的磷化铟纳米线长短不同,最小直径为20 nm.在合适的条件下,改变反应温度、增加反应时间或改变碱溶液都可生长出高品质的磷化铟纳米线.     

取向性二氧化硅纤维的制备及其发光性能研究

通过气相输运沉积的途径成功制备了大量定向排列的SiO2纤维.对比实验发现,取向性氧化硅纤维的生长与载气的气流量、原料的球磨处理有关.并利用XRD、SEM等方法分析表征样品,结构表明取向性纤维为无定形结构,平均直径为700 nm.在波长为260 nm的Xe灯激发下,产物的室温光致发光谱在450 nm和415 nm处分别出现两个蓝光发光峰,其将在微纳米光电器件中发挥作用.     

超细Si/SiOx纳米线和纳米花等离子体辅助生长及光致发光

采用等离子体辅助直流弧光放电技术,以Si粉和SiO2粉为反应原料,制备了不同形貌的超细Si/SiOx纳米线和纳米花.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线光谱(EDS)对Si/SiOx纳米线的形貌和组分进行表征与分析.Si/SiOx纳米线紫外可见吸收光谱证实了样品的光学带隙为4.58 eV.Si/SiOx纳米线光致发光光谱(PL)表明其在305 nm、495 nm处有较强的发光峰,具有良好的发光性能.     

超声法合成CePO4纳米线及发光性能研究

用CeO2作为铈源,采用可重复利用的H3PO4及非模板剂的情况下,用低温超声法成功合成了六方结构的CePO4一维纳米线材料。用X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光分光光度计(FL)测试样品的物相结构、微观形貌、颗粒尺寸和发光性能;并研究超声时间和PO3-4/Ce3+摩尔比对产物的形貌和荧光性能的影响。结果表明:实验所做出的样品全部是六方晶系的结构,形貌都为一维纳米线,其纳米线长50~200nm,宽5~40nm左右;不同超声时间和PO3-4/Ce3+摩尔比的纳米线长径比不同,随超声时间的延长和PO3-4/Ce3+摩尔比增大纳米线出现团聚现象,产物在250~300nm处有宽的激发峰,在378nm处有一个发射峰,是属于Ce3+的5d-4f能级跃迁。     

不同形貌氮化硅纳米结构的制备与表征

分别通过VLS和VS生长机制得到了Si3N4纳米线和纳米带.产物经X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段进行了分析.FTIR图谱表明它们在800～1100cm-1的波数范围内有一个宽的吸收带,这是Si-N键伸缩振动模式的典型吸收带.它们的室温光致发光图谱显示,在420nm左右都有一很强的发射带,表明其将在纳米光电器件中有潜在应用.另外,Si3N4纳米线发光峰与纳米带的发光相比有少许蓝移(蓝移约4nm),这可能和晶须尺寸的少许差别有关.至于纳米带的发光强度大于纳米线的原因,可能是纳米带的比表面积相对较大,有利于悬键的形成,从而导致材料结构内缺陷的浓度较大.     

Fe、Ni共掺杂ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上旋涂生长了ZnO、Fe, Ni单掺杂及(Fe,Ni)共掺杂ZnO薄膜.产物的显微照片及XRD图谱结果表明, 该方法所制备的ZnO薄膜表面均匀致密,都存在(002)择优取向,具有六角纤锌矿结构,晶粒尺寸平均在13 nm 左右,振动样品磁强计(VSM)测试结果显示掺杂ZnO薄膜均存在室温铁磁性.光致发光(PL)测量表明所有样品薄膜的PL谱主要由较强的紫外发光峰(394 nm)、蓝光峰(420 nm)、绿光峰(480 nm)组成.Fe、Ni单掺杂和共掺杂并不改变ZnO薄膜的发光峰位置,但掺杂后该紫外发光峰减弱,420 nm处的蓝光峰增强.     

静电纺In2O3纳米纤维的光致发光性能研究

利用静电纺丝技术结合高温煅烧方法制备了一系列多孔结构的一维In2O3无机纳米纤维,并探讨了煅烧温度对产物发光性能的影响及其发光机理.利用热重仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)分析了产物的热分解情况、晶型、组分和形貌;通过紫外-可见光谱仪和荧光分光光度计分析研究了一维In2O3纳米纤维的光吸收性能和光致发光性能.结果表明:静电纺前驱体复合纳米纤维成型良好,经500℃、600℃、700℃、800℃高温煅烧后仍保持纤维结构,但纤维直径明显减小,当煅烧温度达到800℃时,纤维出现中空结构;不同温度下煅烧所得In2O3均为立方铁锰矿型;随着煅烧温度的升高,In2O3纳米颗粒粒径逐渐增大;In2O3纳米纤维的的最大紫外吸收峰位于300nm左右;在室温下,In2O3纳米纤维经274nm光激发后在553 nm处出现较强的绿光发射峰.     

在蓝宝石衬底上外延生长ZnGa2O4纳米线及其表征

使用一种简单的化学气相沉积法成功地在c面蓝宝石衬底上外延生长了整齐排列的ZnGa2O4单晶纳米线.研究了在不同生长温度和生长压力下外延生长ZnGa2O4纳米线,并使用XRD,SEM和TEM对产物进行了表征.结果 表明,在生长条件为980℃和100 Torr时,可以外延生长出整齐排列的ZnGa2O4纳米线.所制备的ZnGa2O4纳米线直径为60 ～ 150 nm,并遵循Au催化的VLS生长机制沿其四个结晶学方向在蓝宝石上外延生长.分析了纳米线沿四个方向生长的原因,并对纳米线的光致发光性能进行了探讨.     

Zn掺杂Z形GaN纳米线的制备及表征

本文以氧化镓、氧化锌和氨气为原料,通过常压化学气相沉积法(APCVD)在Au/Si(100)衬底上成功生长出了Zn掺杂的"Z"形GaN纳米线。利用场发射扫描电镜(FESEM)、X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光谱(PL)等测试方法对样品的形貌、晶体结构及光学性质进行了表征。结果表明:在温度为950℃,氧化镓和氧化锌的质量比为8∶1的条件下,制备出的Zn掺杂Z形GaN单晶纳米线直径为70 nm、长度为数十个微米,生长机理遵循VLS机制。Zn元素的掺杂使GaN纳米线在420 nm处出现了光致发光峰,发光性能有所改善。     

泡沫镍衬底上生长二氧化锡纳米线的生长行为及光致发光性能研究

采用热蒸发法,在镀有Au(金)的多孔泡沫镍基底上生长了SnO2纳米线,生长温度分别为750℃、800℃和850℃,分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了生长温度对纳米线生长行为的影响,采用X射线光电子能谱仪(XPS)研究了样品的元素结合态,采用荧光光谱仪研究了样品的室温光致发光(PL)性能.结果证明,生长温度对SnO2纳米线形貌、尺寸、密度等形态学特征影响显著.在750℃下,SnO2为颗粒状;800℃生成了较高密度的SnO2纳米线,且随温度升高纳米线产量增加、直径显著增大;在850℃下其直径增大至微米级.对室温光致发光性能的研究发现,随生长温度升高,在SnO2产量增加和氧缺陷浓度的提高的共同作用下,导致其发光性能随之显著提高.     

硅基AAO模板内电化学沉积ZnO纳米线及其光电性能研究

本文利用二次阳极氧化法在p型低阻〈100〉晶向的硅衬底上制备了AAO/Si,以硅基AAO为辅助模板,采用电化学沉积的方法以Zn(NO3).6H2O和HMT(C6H12N4)为原料,在80℃的水浴槽中制备了ZnO纳米线结构。采用SEM,XRD和拉曼光谱等手段对ZnO/AAO/Si复合结构进行表征。SEM图表明ZnO纳米线已成功组装到AAO/Si模板里,直径约45 nm,长度约为600 nm。XRD和拉曼光谱表明ZnO具有六角纤锌矿多晶结构。光致发光(PL)谱图表明ZnO/AAO/Si复合结构在565 nm附近有较宽黄绿发射峰,在395 nm附近有微弱的紫外发射峰。场发射测试结果表明,ZnO纳米线的场增强因子的β值为2490,场增强因子很高,具有广泛的应用前景。     

沉积温度对热蒸发法制备SiO2一维纳米材料的影响

利用热蒸发法在N型硅片表面成功制备出大面积SiO2纳米线和SiO2纳米棒结构.采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线能量色散谱(EDX),拉曼光谱(RS)和光致发光(PL)对合成的产物进行了表征.结果表明,用此方法生长的SiO2纳米材料,其结构和形貌与生长参数关系密切,随着沉积温度降低纳米线长度变短,最后呈现出棒状结构.此外,还研究了SiO2纳米结构独特的光学性质.该研究对改善光电子半导体器件的性能应用具有重要意义.     

多晶Si薄膜表面金催化Si纳米线生长

以Au膜作为催化剂和大晶粒多晶Si薄膜为衬底,利用固-液-固生长机制,制备出直径在30～ 100 nm和长度为几百微米的高密度Si纳米线.实验研究了退火温度、生长时间和N2流量对Si纳米线生长的影响.结果表明,随着退火温度的升高,生长时间的延长和N2流量的增加,Si纳米线的长度和密度都显著增加.对不同生长时间下获得的Si纳米线样品进行了X射线衍射测量,结果显示随着生长时间的延长,多晶Si薄膜和表面的Au膜成分都在减少.光致发光谱则显示出弱的蓝光发射和强的红光发射特性,前者应是由非晶SiOx壳层中的氧空位发光中心引起,后者则应归因于Si纳米线芯部与非晶SiOx壳层之间界面区域附近中的Si =O双键态或非桥键氧缺陷中心.     

Hydrothermal synthesis of Bi2Te3 nanowires through the solid-state interdiffusion of Bi and Te atoms on the surface of Te nanowires

Polycrystalline Bi₂Te₃ nanowires were prepared by a hydrothermal method that involved inducing the nucleation of Bi atoms reduced from BiCl₃ on the surface of Te nanowires, which served as sacrificial templates. A Bi–Te alloy is formed by the interdiffusion of Bi and Te atoms at the boundary between the two metals. The Bi₂Te₃ nanowires synthesized in this study had a length of 3–5 μm, which is the same length as that of the Te nanowires, and a diameter of 300–500 nm, which is greater than that of the Te nanowires. The experimental results indicated that volume expansion of the Bi₂Te₃ nanowires was a result of the interdiffusion of Bi and Te atoms when Bi was alloyed on the surface of the Te nanowires. The morphologies of Bi₂Te₃ are strongly dependent on the reaction conditions such as the temperature and the type and concentration of the reducing agent. The morphologies, crystalline structure and physical properties of the product were analyzed by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FESEM), transmission electron microscopy (TEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), selected area electron diffraction (SAED) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).     

The synthesis of aligned silicon nanowires under ambient atmospheric pressure

Highly ordered amorphous silicon nanowires were successfully synthesized from single crystalline silicon wafer at the pyrolysis temperature of 1050 °C under ambient atmospheric pressure. Both poly (phenylcarbyne) and nickel nitrate played important roles in the growth of silicon nanowires. The fabrication of ordered silicon nanowires was controllable and repeatable, confirmed by the experimental results. The morphology and microstructure analysis of the as-obtained samples showed the highly ordered amorphous silicon nanowires were obtained, determined by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and FT-infrared spectroscopy. A solid-liquid-solid growing process was proposed.     

Synthesis and optical properties of high-purity CoO nanowires prepared by an environmentally friendly molten salt route

CoO nanowires with diameters of 50^_80 nm, and lengths of up to more than 5 μm have been successfully synthesized by a simple environmentally friendly molten salt route, in which the precursor CoCO₃ nanoparticles are decomposed to form high-purity CoO nanowires in NaCl flux. The structure features and morphology of the as-prepared CoO nanowires were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), high-resolution TEM (HRTEM), and selected area electron diffraction (SAED). The chemical composition and oxidation state of the prepared nanowires were systemically studied by X-ray photoelectron spectra (XPS) and laser Raman spectroscopy. The results indicated that the as-prepared CoO nanowires were composed of pure cubic CoO phase. The growth mechanism of the synthesized nanowires was also discussed in detail based on the experimental results.     

Ag2O/TiO2异质结的光催化活性及耐光腐蚀性研究

以钛酸丁酯、硝酸铋和硝酸银为原料,FTO为基底,采用水热法结合超声沉积法合成了Ag2 O/TiO2异质结光催化剂.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征.结果表明,Ag2O/TiO2异质结是由直径约200 ～ 300 nm的TiO2纳米棒镶嵌着Ag2O纳米颗粒组成,与TiO2纳米棒阵列相比,Ag2O/TiO2异质结在可见光区有明显的光吸收.Ag2O/TiO2异质结的光催化效率明显提高.尤为重要的是,经光处理后,最终得到稳定的Ag-Ag2O/TiO2三元体系,并对Ag-Ag2 O/TiO2三元体系提高光催化稳定性和活性的机理进行了分析.     

超临界水中制备FeIn_2S_4纳米颗粒

采用硫代乙酰胺(TAA)、三氯化铁和四氯化铟为原料,超临界水为反应介质,用简单的一步法成功地合成出了FeIn_2S_4纳米颗粒.利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等手段对产物进行了表征.实验结果表明,所得产物为立方相的、面心晶格结构的FeIn_2S_4,电镜结果显示FeIn_2S_4纳米颗粒具有片状形貌,颗粒大小在50～100 nm之间,并具有较好的分散性.