铜、银及铂原子纳米团簇熔点随尺寸非单调变化的分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法和原子嵌入法模型势模拟了铜原子、银原子及铂原子纳米团簇的熔化过程,研究了这些金属原子纳米团簇熔点与团簇尺寸的关系,发现各自在小于一定数目原子的金属纳米团簇的熔点不再随尺寸的变小而单调下降,通过对各种团簇溶化前后结构的比较研究,分析了导致这种现象的原因。     

四氧化三铁纳米团簇的表面修饰及生物毒性研究

采用微波辅助溶剂热法制备了四氧化三铁(Fe3O4)纳米团簇.为了改善团簇的稳定性,用改进的St(o)ber法,在Fe3O4团簇的表面包覆—层氧化硅(SiO2),成功制备出核-壳结构的Fe3O4@SiO2粒子.用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米粒度仪、Zeta电位、振动样品磁强计(VSM)、MTT比色法等测试手段,对样品的形貌、结构、粒径分布、胶体稳定性、磁学性质及生物毒性进行了研究,结果表明:所制备的Fe3O4纳米团簇平均尺寸约为60nm,尺寸均匀,在室温下表现出超顺磁性.包覆后的核-壳结构Fe3O4@SiO2粒子平均尺寸约为150 rn,具有良好的水分散性和胶体稳定性,包覆前后的样品均具有低的生物毒性.     

微波辅助溶剂热法制备纳米Fe3O4团簇

采用微波辅助溶剂热法制备了纳米Fe3O4团簇,其中乙二醇和二甘醇作为反应溶剂和还原剂,乙酸钠和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂和稳定剂.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对样品的结构和形貌进行了表征,利用样品振动磁强计(VSM)对样品的磁学性能进行了表征.结果表明,微波加热2h和4h,获得的是尺寸为40 ～ 50 nm的纳米Fe3O4团簇,而在微波加热5 min的条件下,获得的是10 nm的Fe3O4纳米颗粒.所制备样品在室温下表现出超顺磁性.     

福建物构所光催化活性高核钛氧簇研究获进展

正TiO_2及相关钛氧材料被广泛应用于光解水产氢领域,对开发清洁能源及降低环境污染等具有重要研究意义。近年来,作为TiO_2材料的结构与性能模拟分子,钛氧团簇的合成与表征是无机及材料化学研究领域     

(TiO2)3n（n=1～4）纳米团簇的几何结构和电子性质研究

本文采用广义梯度近似(GGA)方法,对(TiO2)3及增长后的(TiO2)3n(n=1～4)纳米团簇进行了结构优化,计算并分析其几何结构、结合能、能级、态密度以及HOMO-LUMO的电子云密度分布。结果表明:随n增加,(TiO2)3n(n=1～4)纳米团簇结合能、HOMO轨道能量和态密度峰值逐渐增加。当团簇受到激发时,电子从HOMO轨道向LUMO轨道跃迁,同时,悬挂键以及连接键氧原子上的电子向Ti原子转移。     

Co掺杂ZnO薄膜的湿化学法制备及其光致发光光谱

采用湿化学法在Si衬底上生长了纳米棒结构的Co掺杂ZnO薄膜,并研究了掺杂浓度对生成样品结构和性能的影响.研究表明这种湿化学法成本低廉、收益高、重复性良好.样品的XRD结果表明掺杂的ZnO没有出现杂相.SEM结果表明掺杂样品是由ZnO纳米棒团簇结构组成,且团簇的密度随着Co掺杂浓度的增大而增大.薄膜的光致发光光谱结果表明Co掺杂导致薄膜的带隙发生红移,同时也证明了Co原子有效地进入了ZnO晶格.     

一步法制备BN/Si复合团簇结构

以球磨的B/BN混合物为原料,采用一步法在蘸有催化剂的硅片上合成了大量BN纳米刺包裹在Si纳米或微米线上的复合团簇结构.EDS和SAED表明外层的纳米刺是六方BN多晶,里面包裹的Si纳米或微米线则是立方的Si单晶.实验结果表明合成温度对BN/Si复合结构形成有重要影响,只有在1250 ℃以上的温度才会生成BN /Si复合团簇结构,另外只有当硅片与样品接触时才会形成复合产物.PL光谱显示复合产物在360 nm的激发下,其发光峰在303 nm(4.1 eV)和423 nm(2.93 eV)处.     

炸药爆轰合成纳米金刚石及其应用

本文简介通过高能炸药合成球形纳米金刚石的一些研究进展.X射线衍射谱显示,得到的纳米金刚石微晶为立方结构金刚石;晶粒尺寸为4～6nm,并有很大的微应力.高分辨率透射电镜观察表明,金刚石微晶在形成过程中经历了液态碳微滴聚结长大的过程.在这种材料的应用方面,本文报道了纳米金刚石用于提高化学气相生长金刚石薄膜的成核率:其出色的场发射性能用于电子显示材料,以及用于耐磨、减摩材料的若干试验成果.     

兰州化物所金属/半导体异质光催化纳米材料研究获进展

在中国科学院"百人计划"项目和国家自然科学基金委支持下,中国科学院兰州化学物理研究所能源与环境纳米催化材料课题组在金属/半导体异质光催化纳米材料结构设计合成研究领域获新进展。能源与环境纳米催化材料课题组设计构建了一种新型异质结构光催化剂——金属Ag纳米线/Ag3PO4立方体异质光催化剂,即在Ag纳米线表面通过选择性外延生长构建了尺寸、形貌、位置、数量等可控的Ag3PO4立方体,形成项链状异质纳米结构。由于金属Ag纳米线具有较低费米能级,可以高效分离半导体光     

中介尺度Au纳米团簇凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,研究了原子个数N=1088的Au纳米团簇的凝固过程的微观结构、热力学和动力学参数的变化.模型采用的是Johnson的EAM作用势.模拟结果表明:液态团簇在两种不同的冷速下冷却得到两种不同的固态组织:晶体团簇和非晶团簇.当冷速为1.5625×1013K/s时,能量随温度的变化呈线性关系,且偶分布函数的第二峰发生劈裂,体系形成非晶态;当冷速为1.5625×1012K/s时,能量-温度曲线上出现拐点,且偶分布函数显示明显的晶体峰特征,说明体系形成了晶体.另外,计算了不同冷速下原子的平均平方位移随温度的变化,发现原子位置的重排对冷却速度非常敏感.当冷速较快时,原子只在很小的范围内运动;而结晶过程是原子不断扩散重新排列的过程.     

硅铝胶固载掺氮TiO2介孔光催化材料的原位共生合成及表征

以硅酸钠和硫酸铝为生成硅铝胶载体的硅源和铝源,以硫酸钛为生成锐钛矿型TiO2的钛源,尿素为掺杂氮源,先通过溶胶-凝胶和水热法原位共生合成产物前躯体,再在氮气气氛下结晶化烧结制得硅铝胶固载掺氮TiO2介孔材料(N/TiO2-SiO2·Al2 O3).借助广角XRD、小角度XRD、透射电子显微镜TEM和X射线光电子能谱XPS等测试手段对所得材料进行了微观结构表征和介孔结构观察,并研究了负载量和烧结温度等条件对介孔结构状态的影响.所得结果表明,所得材料的微观结构为规整性高、尺寸约3～6 nm的网格状介孔结构聚集成尺寸约100～ 200nm团簇,而尺寸为数十纳米的锐钛矿TiO2晶粒分布在网格状介孔结构中.从增强锐钛矿的光催化效应和有利于形成介孔结构两方面优化,TiO2的负载量以摩尔比n(Si)∶ n(Ti)=1∶(0.1 ～0.5)为适当范围.虽然锐钛矿晶型可在很宽温度范围存在于硅铝骨架结构中,但从有利于介孔结构的形成考虑650℃左右的结晶化烧结温度为最佳.     

反应温度和时间对纳米氧化镁形貌和结构的影响

以六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)为镁源,水合肼(N2H4·2H2O)为沉淀剂,采用化学共沉淀法制备纳米氢氧化镁前驱体煅烧得到分散性良好的不同纳米结构的氧化镁(MgO)纳米片.通过XRD、SEM、TEM对产物的结构和形貌进行分析,初步研究了反应温度和时间对MgO纳米片的形貌和结构影响,分析了MgO多孔纳米片的生长机理.结果表明:25℃,24h下MgO纳米片大小均一尺寸在20～40 nm;当温度升高到100℃,72 h生长的多孔MgO纳米片缺陷多,是晶粒相互连接起来的,纳米孔洞在10 nm;140℃72 h制备的多孔纳米片尺寸均一在100～200nm.因此可以通过调节反应温度和时间来控制多孔氧化镁纳米片结构.     

AlGaN基深紫外LED的外延生长及光电性能研究

AlGaN基材料作为带隙可调的直接带隙宽禁带半导体材料,是制备紫外光电子器件的理想材料。在无法获得大尺寸、低成本的同质衬底的情况下,高质量AlN薄膜的异质外延是促进紫外光电子器件发展的关键。本文中,通过调节蓝宝石衬底上AlN的金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长模式产生高密度纳米级孔洞,利用纳米级孔洞降低AlN的位错,并在此基础上外延了AlGaN量子阱结构,得到了275 nm波段的深紫外LED薄膜,并制备了开启电压约为4.8 V,反向漏电电流仅为2.23 μA(-3.0 V电压时)的深紫外LED器件。     

(TiO_2)_n(n=3~8)团簇的几何结构和电子性质研究

采用广义梯度近似(GGA)方法,对(TiO2)n(n=3~8)团簇进行了结构优化,计算并分析了其几何结构,平均结合能,能级,态密度以及最高占据分子轨道-最低未占据分子轨道(HOMO-LUMO)的电子云密度分布。结果表明:随着n的增加,TiO2团簇(除了(TiO2)7团簇外)的平均结合能都在逐渐缓慢增加。(TiO2)n(n=4~8)团簇的HOMOLUMO能隙随n的增大而减小,而HOMO能量随n的增大而增加。(TiO2)n(n=3~8)团簇的HOMO的电子云主要集中在悬挂及连接的氧原子上,相反,LUMO上的电子云主要集中在钛原子以及少量部分氧原子上。     

铜纳米颗粒/石墨烯核壳结构材料催化研究获进展

正近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员李越课题组和北京理工大学教授曲良体课题组合作,在核壳结构的纳米材料研究方面取得新进展,研制出构筑尺寸均一的石墨烯包覆铜纳米颗粒核壳结构的复合材料,其催化效率大幅提高,是金纳米颗粒的14倍。相比于单组份材料,由于核与壳的相互耦合,核壳结构的纳米材料(如以金属颗粒为核,无机或有机材料为壳)的部分性能会大幅度提高。以贵金属(铂、金、银等)纳米颗粒为核的核壳材料,被广泛应用于光学、     

Mg-Si-Sn-Bi材料退火过程中微结构演变与热电性能

利用单质粉末冷压成型及高真空500℃-2h烧结制备了Mg-Si-Sn-Bi材料,随后对制备材料在真空下600℃退火处理,并对制备材料的组成和热电性能进行研究.结果表明,500℃烧结材料仅仅由Mg2Sn和Mg2Si两相混合物构成.材料600℃退火,部分化合物分解,Sn和Si首先以单质形式存在;随后Si融入剩余的Mg2Sn结构中,形成Mg2(Sn,Si)固溶体;Sn以金属纳米尺寸状态存在;分解的Mg与真空石英玻璃管内残留的氧反应生成MgO相.而且,退火时间延长,Mg2(Sn,Si)固溶体和纳米尺寸的金属Sn含量增多.材料中Mg2(Sn,Si)固溶体含量越多,Seebeck系数绝对值越大;材料中纳米尺寸的金属Sn含量越多,电阻率越小.含有纳米尺寸金属Sn的Mg-Si-Sn-Bi材料因Seebeck系数绝对值大和电阻率小,具有较大的功率因子.     

SiO_2中包埋纳米晶Si光电性质的计算

采用第一性原理平面波赝势方法计算了SiO_2基质包埋不同尺寸纳米晶粒Si_3和Si_5的电子结构及光学性质.结果表明,随着包埋纳米晶粒尺寸的减小,包埋Si_3结构的带隙比包埋Si_5结构宽,但包埋Si_5结构对可见光区的吸收优于包埋Si_3结构.Si_3结构的第一个吸收峰在约3.9 eV处,Si_5结构的第一个吸收峰在约4.6 eV处.计算表明,Si纳米颗粒中Si原子数与包埋基质的分子数之比为45.46;是一种较好的结构参数,对可见光区吸收效果好.     

纳米结构WO3薄膜气致变色特性研究进展及应用

三氧化钨(WO3)薄膜具有许多特性,是一种优良的致色材料.纳米结构WO3薄膜的着色效率高、可逆性好、响应时间短、光学调制高.综述纳米结构WO3薄膜的化学沉积法和物理沉积法.化学沉积法可制备出多孔、片状和特殊形貌纳米结构WO3薄膜.掠射角磁控溅射作为一种物理沉积方法,能够可控制备纳米柱状结构WO3薄膜.其次,介绍WO3薄膜的气致变色特性在气体传感器和智能窗等领域的应用.最后,对纳米结构WO3薄膜气致变色特性改善提出展望,并指出其目前存在的问题及未来发展趋势.     

Au／CdS-核／壳结构纳米复合颗粒的制备与表征

本文制备并表征了Au/CdS几何结构的纳米簇复合物.TEM和尺寸分布图显示,Au颗粒和CdS颗粒的平均粒径分别为6 nm和8 nm,Au/CdS粒径分布较窄且分散性较好,平均粒径19 nm.这种核壳结构纳米复合颗粒和单CdS颗粒一样,在485 nm和543 nm有两处发射峰.从UV-Vis上观察到,CdS的吸收边在470 nm,Au/CdS的吸收谱线上Au的吸收峰消失,吸收边相对于单CdS出现蓝移.     

PEG-6000对Mn-Zn铁氧体纳米粉体烧结特性的影响

利用化学共沉淀回流法制备Mn-Zn铁氧体纳米粉体的过程中,加入适量PEG-6000,试图通过在纳米颗粒表面形成一保护层以起到抑制其团聚的目的.研究结果表明,PEG-6000的加入不仅减小了纳米粒子的尺寸,还有效缓解了它们的团聚.将这些纳米Mn-Zn铁氧体粉体进行成型烧结,材料的起始磁导率随烧结温度的升高呈抛物线规律变化,并于1200 ℃达到最大值.而且添加PEG-6000的样品起始磁导率比未添加的提高了约20;.导致这一变化的原因应归咎于纳米粉体稳定性的改善以及烧结后材料内部组织均匀度的提高和晶粒尺寸的减小.