Al催化剂辅助直流电弧法合成α-Si3N4纳米线

采用等离子体辅助直流孤光放电技术,以SiO2粉和Si粉为反应原料,制备了大量纯度高α-Si3N4纳米线.通过X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)对α-Si3N4纳米线的形貌和组分进行表征与分析.TEM和SEM分析显示合成的α-Si3N4纳米线直径为30~100 nm,长达几十微米,其生长沿着α-Si3N4的[001]方向生长,生长机制气-液-固(VLS)机制所控制.α-Si3N4纳米线光致发光光谱(PL)表明其具有一宽的发光带,具有良好的发光性能.     

一维ZnE(E=S,Se)网状微米晶须的化学气相合成及生长机理研究

以Zn粉为原料,在CuE(E=S, Se)微米球的辅助下,采用化学气相沉积(CVD)法在Si衬底上成功制备出微米级ZnE(E=S, Se)网状晶须.用XRD,EDS,SEM和PL谱分别对产物的结构、成分、形貌和结晶质量进行了测试和分析.结果表明:生长的ZnS和ZnSe微米晶须均为立方闪锌矿结构,长度达300 μm以上,具有接近理想化学计量比的成分和较高的结晶质量.ZnE微米晶须的生长符合氧化还原反应下的气-液-固生长机制,Cu3Zn合金充当了实际的微米晶须生长催化剂,在晶须生长过程中Cu3Zn合金汇聚在一起使ZnE微米晶须形成交叉网状结构.     

熔盐辅助碳热还原氮化法制备氮化钽晶须

本文以五氧化二钽、活性炭为主要原料,氟化钾为熔盐介质,通过碳热还原氮化法在氨气气氛下成功制备了氮化钽(Ta5N6)晶须.运用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)对合成产物的组成、结构和形貌进行了表征.研究了升温方式、氮化气氛、氮化时间和催化剂含量对产物形成的影响.当Ni与Ta2O5的摩尔比为0.1、氮化气氛为氨气(流量为300 mL/min)、氮化时间为6h时制备的晶须形貌最佳,晶须直径80～250 nm,长为1～5μm,晶须的生长机制为气-液-固(VLS)和气-固(VS)两种机理的混合机制.     

以天然椰壳为碳源制备硼碳氮微米线

首次以天然椰壳为碳源,高温下在流动氨气中用氯化铁(FeCl3)对无定型硼粉和椰壳进行退火,大规模合成了硼碳氮(BCN)微纳米结构,即由纳米片包覆竹节状纳米管组装而成的微米线.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)以及荧光光谱仪(PL)等手段对所得微米线进行了表征.结果显示,微米线的直径约为200～600 nm,纳米片的平均厚度小于20 nm.纳米片大多是以弯曲和皱折的形态分离的.微米线由B、C、N元素组成,计算出B、C、N的原子比为11.4:1:9.2.提出了汽液固(VLS)和汽固(VS)相结合的生长机理并对B11.4 CN9.2微米线的形成进行了研究.初步讨论了反应温度对微米线的影响.     

硝酸银辅助的氧化锌纳米线的气相法制备

以硝酸银作为催化剂前驱物,通过低成本的CVD法,成功合成了氧化锌纳米线.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高性能X射线能谱仪(EDS)、荧光光谱仪等研究了氧化锌纳米线的形貌、相结构、化学成份和光致发光特性.研究结果表明:所获得的氧化锌纳米线具有六方纤锌矿结构;平均直径为50nm,长度在3～5μm之间;室温下,氧化锌纳米线除了有明显的紫外发射外,在421nm附近还有紫光发射.整个氧化锌纳米线的生长由气-液-固机制所控制.     

氯化亚铁催化制备硼碳氮纳米管

采用固相反应法,以无定型硼粉为原料,氯化亚铁为催化剂,在无水乙醇和氨气气氛中高温热处理3 h成功制得大量竹节状的三元硼碳氮(BCN)纳米管.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对所得纳米管进行了表征.结果显示,纳米管的直径在60~90 nm之间,纳米管由B、C、N三种元素组成,其原子比为9.77∶1∶8.65.纳米管的生长机理属于气-液-固(VLS)机制.同时初步探讨了反应温度对纳米管的影响.     

前驱体法制备氮氧化硅纳米线及其光学性能研究

在Ni催化剂的存在下,通过SiCl4的水解氨解反应并在1300℃氨气气氛中进行热氮化处理制得了无定形氮氧化硅纳米线.产物经X射线衍射(XRD)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能量色散谱(EDS)和选区电子衍射(SAED)等表征手段进行分析,结果表明纳米线为无定形结构,直径为100～150nm.在波长为220nm的光激发下,产物的光致发光光谱(PL)在563nm和289nm处分别出现了一个强的绿光发光峰和一个弱的紫光发光峰.对纳米线的生长机理进行分析,表明纳米线的生长遵循气-液-固(VLS)机制控制模式.     

气相法制备ZnO纳米线及其阵列的生长机制

半导体纳米线和纳米棒及其阵列是具有强量子限制效应的一维纳米结构,它们所具有的新颖光学、电学、磁学和力学性质,使其在发光器件、场效应器件、存储器件和传感器件及其集成技术中具有潜在的应用.本文以生长机制为主线,简要介绍了气相法,即采用金属催化剂的气-液-固(VLS)法和不采用金属催化剂的气-固(VS)法,在ZnO纳米线及其阵列结构制备中的应用,评论了近3～5年内它们在这一领域研究中取得的研究进展.讨论了目前存在的问题,并预测了今后的发展趋势.     

化学气相沉积法制备氧化镓纳米线

β-Ga2O3纳米线是一种新型具有强发光特性的宽带隙半导体材料,作为探测器性能稳定巨可靠,近年来受到了极大的关注.本文主要采用化学气相沉积法(CVD),以Ag纳米颗粒为催化剂,在Si(100)衬底上生长了β-Ga2O3纳米线,经EDS、SEM、TEM等技术表征,证明其大部分遵循VLS生长机理,少许遵循VS机制.其中遵循 VLS 生长机制的β-Ga2O3纳米线更细更长,其形貌均匀一致,长度约为230～260 μm,直径约为150～180 nm,巨Ag颗粒皆在纳米线顶部.     

InAlO3（ZnO）15超晶格纳米串的合成及其电学性质

通过化学气相沉积方法成功合成了InAlO3(ZnO)15超晶格纳米串。扫描电镜观察到InAlO3(ZnO)15纳米片沿生长方向均匀排列,直径约为80～150 nm,长度约为7～20μm。X射线衍射结果表明样品具有InAlO3(ZnO)15超晶格纳米结构。高分辨透射电子显微镜显示相邻两个In-O层中间共16层In(Al)O(ZnO)m+block,并研究了其生长机制。在0.6～3 V电压范围内,I-V特性曲线出现非线性性质。