以单晶银纳米方块为液相外延生长晶种的纳米晶形貌可控合成方法

本文简要综述了以单晶银纳米方块做为可控外延生长的品种来合成各种银纳米晶的相关工作．通过改变银前驱体和晶种颗粒的比例、表面包裹分子及其用量、还原剂浓度、添加欠电位金属阳离子等手段,我们成功地控制了银纳米晶的外延生长方向和裸露晶面,并合成出一系列尺寸、形貌可控的银纳米晶,包括立方体、立方八面体、八面体、八足体、二十四面体、凹面立方八面体和凹面八面体等．除了对合成方法和过程的介绍,本文还简要讨论了每种纳米结构的形成机制．     

LB膜诱导CaF2单晶的生长研究

LB膜作为模板可调控晶体的取向生长。实验中利用SEM，XRD等手段研究转移到硅基底上的LB膜诱导氟化钙单晶的生长情况。发现：在二十二烷基羧酸LB诱导下，氟化钙晶体沿（220）晶面取向生长，这一结果可利用膜与晶体之间的晶格匹配关系得到合理解释。     

碳酸钡单晶微米锥阵列在方解石(104)面上的外延生长

通过液固界面上的溶解-沉淀耦合反应在Ba(NO₃)₂乙醇-水溶液中实现了毒重石晶型的碳酸钡在方解石(CaCO₃)晶体基底上的外延生长, 得到碳酸钡的单晶微米锥阵列. 碳酸钡微米锥的长轴平行于毒重石晶体的[001]方向,同时也与方解石基底[001]晶向相同, 其俯视图为六边形, 具有近似的六方对称性. 随反应时间的增加, 外延生长形成的碳酸钡微米锥的尺寸增加, 但其轴径比逐渐减小. 通过改变乙醇-水混合溶剂中的乙醇含量或者Ba(NO₃)₂浓度也能调控碳酸钡晶体的尺寸和形貌. 随着混合溶剂中乙醇含量与Ba(NO₃)₂浓度的提高, 溶液中BaCO₃的过饱和度增加, 通过外延生长在方解石的(104)表面形成的BaCO₃阵列结构的密集程度逐渐增加, 尺寸逐渐减小, 形貌从微米锥逐渐转变为微米柱状结构. 经过对晶化过程及毒重石和方解石晶体结构分析,提出了在方解石表面外延生长形成的毒重石微米锥单晶阵列结构的形成过程机理: 该过程为界面溶解-沉淀耦合反应的过程,方解石的溶解和毒重石的外延生长过程同时进行, 由于两种晶体在方解石基底的(104)晶面与(001)晶面上具有中高度错配值, 毒重石晶体在方解石的这两个晶面上发生Volmer-Weber型的外延生长, 逐渐形成在靠近基底处包覆有方解石台阶的毒重石微米锥单晶阵列结构.     

液相外延生长法层层组装金属-有机框架薄膜

作为新一代的多孔材料,金属-有机框架(MOFs)由于具有晶体结构多样性、比表面积高、热稳定性较好以及功能可调等优点而受到人们的广泛关注。如何制备高质量的MOFs薄膜并将其功能化应用是当前的研究热点。本综述将介绍一类通过液相外延生长法在功能化基底表面上层层组装MOFs薄膜(SURMOFs),并重点总结了SURMOFs的制备途径,包括层层浸渍法、层层泵式法、层层喷雾法、层层旋涂法以及层层流动法,从而为制备高质量SURMOFs提供了保障,将更有利于MOFs材料在传感器和器件等领域的应用。     

ZSM-5单晶生长的研究

本文研究了DEA(二乙醇胺)-Na2O-SiO2-Al2O3-H2O体系中由晶种水热生长的ZSM-5单晶形貌和线性生长速度. 晶体外部晶面为轴面(100)、(010)及坡面(101)、(011). 在互相贯穿连生的各单晶之间, 其对称轴互成倾角. 在160-220℃范围内, 晶体线性生长速度保持恒定. 观察到单晶生长的诱导期. 由线性生长速度与温度的关系计算了生长活化能. 研究了反应物组成对晶面法线生长速度的影响、母液成分变化, 并分析了晶体的化学成分. 按晶体生长的基本原理及ZSM-5结构, 构想了实际上可能存在的ZSM-5单晶的面结构, 并估算了不同晶面上生长位的密度及其分布. 从面结构及沸石生长基元角度讨论了单晶生长机理的DEA的作用, 支持了生长基元为高聚态硅(铝)阴离子团的假设.     

SiHCl3-H2气相外延生长Si单晶反应机理的理论研究

采用密度泛函理论计算方法, 在B3LYP/6-311G*水平下, 计算并得到了SiHCl3与H2反应各反应通道上各驻点的构型、振动频率和能量. 结果表明, 在气相中SiHCl3分解的通道d和SiHCl3与H2反应的通道c为竞争反应, 但其均未还原出Si原子, 只有衬底Si参与SiHCl3-H2的反应, Si原子才淀积在Si衬底上.     

气相外延氮化镓掺杂生长的研究

本文报导了用Ga-HCl-NH₃-H₂-Ar系统进行GaN掺杂生长的研究。实验结果指出:锌向外延层的并入和生长层的表面形貌显著地受各淀积参数特别是淀积温度的影响。发现存在一个狭窄的温度范围(我们实验条件下,970-1000℃),在该温度范围内,锌骤然并入生长层,且生长层具有良好的表面。此外,还进行了锌和磷双掺杂的初步探索试验,结果表明有必要对其进一步开展研究。生长层中杂质的深度分布的分析发现磷和锌的掺入行为不同。根据实验事实,讨论了锌掺杂和晶体生长过程的机理并提出了一个掺杂生长的合理程序。     

单晶硒纳米线的室温快速生长

本文报道了一个新颖的酸化方法在室温下于聚丙烯酸及其钠盐形成的缓冲体系中制得直径为50nm、长为5μm的单晶硒纳米线。使用此法可将硒纳米线的成核及生长时间缩短为3h。一系列表征结果证明利用这一简单有效的方法在短时间内可成功地生长出均一尺寸的硒纳米线。     

ZSM-5沸石大单晶的生长

ZSM-5是近十年来发展的具有广泛应用前景的高硅沸石分子筛。其骨架主要由五元环连结而成,具有十元环孔道(直径约6(?))。空间群为P_nma。大于40μm的均匀完美沸石单晶体,为晶体结构的测定以及与催化性质有密切关系的阳离子交换、扩散、吸附等重要性质的研究所必须。在通常的条件下获得大而完美的沸石单晶体是困难的。单晶的合成,有利于研究沸石晶体的形成与生长机理,是沸石结晶动力学研究的重要课题之一。     

Zn:Er:LiNbO3单晶的坩埚下降法生长及光谱特性

报道了ZnErLiNbO3单晶的坩埚下降法生长工艺. 通过控制晶体生长固液界面的温度梯度(30～35 ℃·cm-1)、晶体的生长速度(0.8～1.5 mm·h-1)、密闭Pt坩埚等条件生长了宏观无缺陷的Zn2+(3%)和Er3+(0.6%)共掺的LiNbO3单晶. 用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)表征了获得的晶体, 并测量了晶体不同部位的吸收光谱和荧光谱. 从吸收光谱以及由XRD数据计算所得的晶胞参数推断, 沿生长方向Er3+在晶体中的浓度分布逐步减少. 光谱数据表明, 晶体底部样品的吸收强度和荧光强度要比顶部大, 而对应于Er3+上能级4S3/2和2H11/2跃迁至基态4I15/2的绿光发射, 晶体底部却比顶部表现出更高的上转换效率. 从晶体的内部结构、缺陷情况以及Er3+的分凝现象解释了产生上述现象的内在机制.     

氯化镧单晶的坩埚下降法生长

报道了LaCl3单晶的非真空密闭条件下的坩埚下降法生长方法。依据差热/热重分析所揭示的LaCl3.7H2O脱水过程,采用干燥氯化氢保护下的焙烧脱水处理制备出无水LaCl3原料。将无水LaCl3密封于铂坩埚中,且添加少量活性碳粉,可避免熔体的氧化与挥发,从而实现在非真空条件下的LaCl3单晶生长。在单晶生长过程中,炉体控制温度为940~970℃,固液界面温度梯度为30~40℃.cm-1,坩埚下降速率控制于0.5~1.0 mm.h-1,在非真空密闭条件下成功生长出直径为25 mm的透明LaCl3单晶。综合运用差热/热重分析、X射线衍射、透射光谱、X射线激发发射光谱对所获单晶样品进行了测试表征,表明非真空密闭坩埚下降法适合于生长均匀透明LaCl3单晶。     

罗丹明B内酯单晶的生长及晶体结构

从含有罗丹明B的溶胶-凝胶中首次水热合成了罗丹明B内酯的单晶,并测定了其晶体结构。每个不对称单位含有两个独立分子。     

厘米级单晶石墨烯的可控生长方法

正石墨烯是一种由sp2杂化的碳原子构成的六元碳环为基本单位的蜂窝状二维原子晶体。自发现以来受到了物理、化学和材料科学界的广泛关注,相关性能的研究取得了飞速进展~1。值得关注的是,它超高的电子传输速率有望让这种材料成为下一代芯片的理想材料,能够制造高频率电子器件。要实现石墨烯材料高性能的利用价值,需要找到合适的大规模制备方法。目前,化学气相沉积(CVD)法相比于其他合成方法具有易规模化、相     

KTiOPO4单晶膜钾离子选择性电极的研究

本文采用KTiOPO4单晶薄片作为离子活性传感膜, 制备了钾离子选择性电极。20℃时, 其线性响应范围为1.2×10^-^5～1.0mol.dm^-^3氯化钾溶液, 平均响应斜率为58mV/-lgak, 对钠离子的电位选择性系数为4.0×10^-^4。该电极的优点是电极斜率受酸度变化影响小, 稳定性和重现性好, 寿命长。     

以光辅助MOCVD法在有取向Ni衬底及LAO单晶衬底上制备YBCO外延膜的比较研究

采用光辅助金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法,在生长有CeO2/YSZ/Y2O3(YSZ为Y稳定的ZrO2)缓冲层的双轴取向Ni衬底上进行了YBa2Cu3O7-x(YBCO)外延膜生长,并与LaAlO3(100)[LAO(100)]单晶衬底上的YBCO外延膜生长进行了对比.发现在Ni衬底上c轴取向YBCO外延膜的生长温度比LAO衬底上的生长温度低约30℃,但生长速度更快.经分析认为,这种差别主要是由于Ni衬底的热导率比LAO衬底高造成的.Ni衬底及LAO衬底上生长的c轴取向YBCO外延膜的超导极限电流密度(Jc)分别约为0.5 MA/cm2及1.8 MA/cm2.     

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理1: PMNT单晶的表面形貌 、负晶结构及生长基元的组装与拆分

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体,晶体生长过程可视为多种八面体基元与Pb^2^+的组装过程。这些生长基元向{111}面叠合时易采取法向生长机制,向{001}面叠合时易采取层状生长机制,由此决定了晶体生长速度的各向异性与晶体的形貌。Bridgman法生长的PMNT晶体在生长过程中由内向生长机制形成规则的负晶结构;在晶体生长过程中,在其自然表面上可形成正形与负形两种形貌;在高温退火过程中,由于PbO的分解,晶体表面上可形成类似"蚀象"的构型,这些可从[BO~6]八面体生长基元的组装或拆分方面获得解释。     

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理1: PMNT单晶的表面形貌 、负晶结构及生长基元的组装与拆分

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体,晶体生长过程可视为多种八面体基元与Pb^2^+的组装过程。这些生长基元向{111}面叠合时易采取法向生长机制,向{001}面叠合时易采取层状生长机制,由此决定了晶体生长速度的各向异性与晶体的形貌。Bridgman法生长的PMNT晶体在生长过程中由内向生长机制形成规则的负晶结构;在晶体生长过程中,在其自然表面上可形成正形与负形两种形貌;在高温退火过程中,由于PbO的分解,晶体表面上可形成类似"蚀象"的构型,这些可从[BO~6]八面体生长基元的组装或拆分方面获得解释。     

聚合物单晶生长的三维相场模拟研究

利用元胞自动机方法与相场模型的结合建立新型三维模拟相场模型.同时,为模拟真实的、三维的高分子结晶的过程,采用元胞自动机方法离散方程,且元胞几何形状的选取符合真实聚合物晶格扩散方式的物理规律,以及新建立的相场模型套用间规聚丙烯的实验参数.利用该模型模拟了多种三维立方体或者薄层的晶体形貌及其相互之间的演化过程,包括正方形、长方形、菱形、六边形、多层单晶等.通过模拟结果与真实形貌作对比来证明所建立的相场模型真实可靠性.