分散良好的二氧化锡纳米团簇制备以及离子液体诱导金属绝缘相变调控研究

本文利用气相纳米团簇设备实现SnO_2纳米团簇的可控制备.高分辨透射电子显微镜用来分析SnO_2纳米团簇形貌及微观结构,结果表明制备的SnO_2纳米团簇分散良好,尺寸均匀(5～7 nm).通过门电压控制的离子液体实现对SnO_2纳米团簇金属绝缘转变的调控.结合第一性原理,从氧空位诱导电子占据角度系统分析了相应的调控机制.     

超小金纳米团簇的电催化氧还原性质（英文）

本文合成了含有2～4个Au原子的超小金纳米团簇并测试了其电催化氧还原性能.通过将前驱AuPPh_3Cl暴露在氨水中一个星期制备了超小的金纳米团簇.运用了ESI质谱、X射线精细结构吸收谱、X射线光电子能谱来测试这些超小金纳米团簇,表明这些超小金纳米团簇含有三苯基膦、羟基和吸附氧分子.将这些超小金纳米团簇负载到玻碳电极上,并用循环伏安法和线性伏安法测试其电催化氧还原性能.循环伏安结果表明,这些超小金纳米团簇电催化氧还原反应的起始电势为0.87 V(相对可逆氢电极),转移的电子数为4.     

密排纳米团簇薄膜应变传感器的响应特性及其与团簇覆盖率的相关性

本文通过在PET薄膜上的叉指电极间沉积Pd纳米团簇制备了柔性应变传感器件.传感器通过测量纳米团簇薄膜的电导随PET薄膜形变的变化而产生对应变的响应,不仅具有高的仪表因子,而且具有宽的量程.实验发现,由于密排纳米团簇阵列的电子输运具有渗流特征,造成应变传感器的响应特性与纳米团簇的覆盖率紧密相关.通过控制纳米团簇的沉积过程,制备了由覆盖率接近有效渗流阈值的纳米团簇点阵构成的应变传感器.从最低应变探测限到0.3%应变之间,传感器件具有线性响应且仪表因子高达55.在更高的应变时,仪表因子进一步达到200.纳米团簇薄膜甚至还可以对达到8%应变的巨大形变产生响应,对应的应变因子达到惊人的3500.     

密排纳米团簇薄膜应变传感器的响应特性及共与团簇覆盖率的相关性（英文）

本文通过在PET薄膜上的叉指电极间沉积Pd纳米团簇制备了柔性应变传感器件.传感器通过测量纳米团簇薄膜的电导随PET薄膜形变的变化而产生对应变的响应,不仅具有高的仪表因子,而且具有宽的量程.实验发现,由于密排纳米团簇阵列的电子输运具有渗流特征,造成应变传感器的响应特性与纳米团簇的覆盖率紧密相关.通过控制纳米团簇的沉积过程,制备了由覆盖率接近有效渗流阈值的纳米团簇点阵构成的应变传感器.从最低应变探测限到0.3%应变之间,传感器件具有线性响应且仪表因子高达55.在更高的应变时,仪表因子进一步达到200.纳米团簇薄膜甚至还可以对达到8%应变的巨大形变产生响应,对应的应变因子达到惊人的3500.     

光子晶体对非晶纳米团簇辐射特性的影响

用有限时域差分法研究了非晶ZnO纳米团簇的辐射频谱,结果显示频谱呈自发辐射的特性. 为了对非晶纳米团簇的辐射输出进行有效的控制和利用,提出了利用光子晶体来控制纳米团簇的自发辐射,使之向所需要的频率内辐射的理论设计;并构想了一种制备简单、成本较低的实现方法,依据这种设想构建了一个二维系统,对其辐射特性进行数值模拟,结果显示光被有效地控制. 为制备可嵌入到集成光路中的、具有良好可加工性能的低阈值微型激光器提供了一条新途径. 关键词： 有限时域差分法 光子晶体 非晶纳米团簇 辐射特性     

离子注入Zn的Si(001)基片热氧化制备纳米ZnO团簇及其生长行为研究

采用离子注入技术将Zn离子注入Si（001）基片,并在大气环境下加热氧化制备了ZnO纳米团簇.利用电子探针、薄膜X射线衍射仪、原子力显微镜和透射电子显微镜,对注入和热氧化后的薄膜成分、表面形貌和微观结构进行表征,探讨了热氧化温度以及注入剂量对纳米ZnO团簇的成核过程及生长行为的影响.结果表明,Zn离子注入到Si基片表面后形成了Zn纳米团簇,热氧化过程中Zn离子向表面扩散,在表面SiO₂非晶层和Si基片多晶区的界面处形成纳米团簇.热氧化温度是影响ZnO纳米团簇结晶质量的一个重要参数.随着热氧化温度的升高,金属Zn的衍射峰强度逐渐变弱并消失,而ZnO的（101）衍射峰强度逐渐增强.当热氧化温度高于800 ℃以后,ZnO与SiO₂之间开始发生化学反应形成Zn₂SiO₄. 关键词： ZnO纳米团簇 离子注入 微观结构 形貌分析     

C36团簇自组装的分子动力学研究

提出了利用C36团簇在气相条件下自组装制备新纳米团簇的设想，并利用分子动力学方法模 拟了包括真实氦气氛作用的碳团簇生长过程，发现环境气体温度是影响最后所生成的团簇结 构的关键因素：C36团簇在1000?K到2000?K的温度范围内，自组装形成保持C36线径特征的 蚕茧状新纳米团簇；在高于2000?K的温度下，最后形成的团簇趋于球状. 关键词： 分子动力学模拟 纳米碳团簇     

聚集诱导发光增强型金属纳米团簇在生物医学领域的研究进展

近年来,具有聚集诱导发光(Aggregation-induced emission, AIE)增强性质的金属纳米团簇由于其高光学稳定性和良好的发光性能在生物医学、环境科学等领域展现出广阔的应用前景。然而,当前对于AIE金属纳米团簇的研究还处于起步阶段,其复杂的表面/界面结构和增强发光机理尚不明晰,对其合理的调控制备仍是重要研究挑战之一。本文基于已成功合成的具有高AIE性能金属纳米团簇的研究报道,综述了硫醇修饰的表面修饰机理和策略;主要介绍了金、银、铜几种AIE金属纳米团簇在分析传感及生物医学领域的应用,并对其他配体修饰的铱配合物的AIE特性及其应用进行了论述;最后阐述了对AIE金属纳米团簇研究现状的看法及展望,旨在为AIE金属纳米团簇未来的研究发展提供思路与参考。     

纳米氧化锡负极材料锂化反应机理的原位透射电镜研究

二氧化锡(SnO_2)材料因具有储量丰富、理论容量高、嵌脱锂电位安全等一系列优点,在锂离子电池负极材料研究中受到广泛关注.然而, SnO_2纳米材料在锂化反应过程中的机理,尤其是第一步转化反应是否可逆尚存在争议.本文利用常规水热法成功制备了平均粒径为4.4 nm的SnO_2纳米颗粒,并在透射电子显微镜中构建了微型锂离子电池原型器件,对SnO_2纳米颗粒在充放电过程中的微观形貌和物相演变进行原位表征.实验结果表明, SnO_2纳米颗粒在嵌锂过程中率先生成了纳米尺寸的中间相Sn,随后发生了合金化反应转变为Li_(22)Sn_5相.脱锂反应后, Li_(22)Sn_5相转变为SnO_2.分析认为,纳米晶界阻碍了Sn颗粒的聚集长大,使得Sn和Li_2O能够充分接触,进而使脱锂反应能够完全进行,生成SnO_2.研究结果对于如何提高SnO_2基电极材料可逆比容量和循环性能具有一定的指导意义.     

超声喷流氩氢混合团簇特性研究

利用瑞利散射方法研究了超声喷流Ar-CH4混合团簇和超声喷流Ar-H2混合团簇的特性.通过测量不同混合比例和不同背压下所形成混合团簇的散射信号发现,当用Ar气和CH4的混合气体进行超声喷流时很容易形成Ar-CH4混合团簇,当Ar气含量为50%时混合团簇尺度最大且大于相同气压下纯Ar团簇尺度和纯CH4团簇尺度.实验发现,与纯H2团簇只能在低温条件下获得不同,常温下即可形成Ar-H2混合团簇,实现了常温下含氢团簇的获取,从而有效降低了制备成本.在H2含量大于40%时混合团簇开始形成并在60%时达到最大尺度.含氢(氘)混合团簇在氢(氘)团簇的基础上引入了更重的异核Ar元素,在激光氘团簇聚变实验中它将进一步加速氘离子从而获得更高的能量,并具有更高的中子产额和聚变效率.     

湿化学法合成Co掺杂ZnO薄膜的微结构及发光特性

采用湿化学法在ITO玻璃衬底上制备了纳米棒结构的Co掺杂ZnO薄膜.XRD结果表明Co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.光致发光光谱表明Co掺杂导致薄膜的带隙发生红移.     

纳米团簇熔化过程的分子动力学模拟

本文采用分子动力学结合嵌入原子多体势,模拟了不同半径的Ni纳米团簇的升温熔化过程,研究团簇尺寸对熔点和表面能的影响.模拟结果表明:团簇的熔点显著低于体材料的熔点.团簇熔化的过程首先是在团簇的表面出现预熔,然后向团簇内部扩展,直到整个团簇完全熔为液态.在模拟的纳米尺度范围内,团簇的熔点与团簇尺寸基本成线性关系.团簇的表面能随着团簇尺寸的增大而减小,而且表面能均高于体材料的表面能.     

氧化硅层中的锗纳米晶体团簇量子点

采用氧化和析出的方法在氧化硅中凝聚生成锗纳米晶体量子点结构. 其形成的锗晶体团簇没有突出的棱角和支晶结构，锗晶体团簇的轮廓较圆混，故可以用球形量子点模型来模拟实际的锗晶体团簇. 对比了在长时间退火氧化条件下和在短时间退火用激光照射氧化条件下所生成的锗纳米晶体结构的PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布. 短时间退火氧化条件下生成的锗纳米晶体较小(3.28—3.96nm)，长时间退火用激光照射氧化条件下所生成的锗纳米晶体较大(3.72—4.98nm)；其分布结构显示某些尺寸的锗纳米晶体团簇较稳定，适当的氧化条件可以得到尺寸分布范围较窄的锗纳米晶体团簇. 用量子点受限模型计算了锗纳米晶体团簇的能隙结构，用Monte Carlo方法模拟了PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布，分别与实验结果符合较好. 关键词： 锗晶体团簇 纳米晶体 量子点 激光照射     

大尺寸贵金属纳米团簇热力学性质的分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法和原子嵌入势模拟了大尺寸金(n=1136～1556)、银(n=1088～1724)、铜(n=1000～1600)、铂(n=1004～1800)原子纳米团簇的熔化过程,得出了相应纳米团簇的势能随温度的变化曲线以及热容量随温度的变化曲线,研究了各种原子纳米团簇熔点与其团簇尺寸的关系.模拟结果表明团簇的熔点随团簇尺寸增大而升高,并逐渐向大块晶体靠拢.所有纳米团簇在熔化过程中在熔点附近都出现负热容现象,通过对团簇熔化前后结构的比较,分析了导致这种现象的原因.     

氢分子在Na2Al6团簇上的吸附和解离性能

氢的物理和化学吸附是氢存储的基本形式,而H₂分子的解离能垒是决定可逆储氢动力学性能的重要因素.纳米团簇是研究材料储氢性能的重要物质层次,研究氢与Na-Al团簇的相互作用性质能够了解纳米尺度的Na-Al氢化物的储氢性能.本文利用密度泛函理论,计算研究了H₂分子在较小的合金团簇Na₂Al₆上的吸附与解离性能.结果表明H₂分子在Na₂Al₆团簇上是弱的物理吸附,但很容易发生解离.氢分子的解离能垒很低,解离可以在环境温度下发生,纳米结构的Na₂Al₆团簇具有良好的化学储氢性能.     

银、钴和铂原子纳米团簇熔化过程的分子动力学模拟

本文采用分子动力学模拟方法,研究了银、钴和铂原子纳米团簇的熔化过程,模型采用的是Johson的EAM作用势.模拟结果表明,较大原子数目的纳米团簇其熔点随尺寸单调增加,而较小原子数目的团簇熔点和尺寸呈现无规则变化;大多数团簇在熔点附近都出现了负热容现象,说明负热容是纳米团簇在熔化过程中的一个普遍现象.     

完全有序的全同金属纳米点阵列的生长与研究

利用分子束外延在半导体Si(111）衬底上第一次成功地制备了尺寸相同、空间分布均匀的金属纳米团簇阵列，文章作者提出的这种“幻数稳定团簇 模板”的方法并不局限于制备某一种金属团簇阵列，且生长出的金属纳米点阵列非常稳定，用扫描隧道显微镜（STM）原位分析结合第一性原理计算，确定了金属纳米点的原子结构以及这些结构的形成机理。     

纳米铜团簇在常温和升温过程中能量特征的分子动力学研究

采用分子动力学方法和F-S多体势函数，模拟研究纳米铜团簇常温下能量特征及其在升温直到熔化过程中的变化，确定了常温下纳米铜团簇的表面原子厚度和表面能，给出在不同温度下纳米铜团簇能量大小分布比例和能量的概率密度，细致描述了团簇升温过程团簇内部原子和表面原子之间不同的变化特征. 关键词： 铜团簇 分子动力学 能量特征 温度     

非水体系热处理过程中磷化铟团簇的研究

在非水体系加压热处理制备纳米磷化铟中观察到磷化铟团簇，该团簇在ＵＶ－Ｖｉｓ光谱２８５ｎｍ处出现吸收，磷经铟团簇的光致发光峰随着团簇颗粒工大而出现峰位位移但强度降低的现象，我们认为在该非水体系中，最初生成的磷化铟团簇随着热处理时间增长而长大，相互结合成非晶颗粒，最后晶化为纳米磷化铟。     

等离子体气相凝聚技术制备银纳米团簇及粒径尺寸控制

采用等离子体气相凝聚技术制备了银纳米团簇颗粒,开展了实验条件及工艺参数对团簇平均粒径和粒径分布的影响。利用四极质谱分析仪在线测量了银纳米团簇的粒径尺寸与分布,并与透射电子显微镜(TEM)离线测量值进行比对。研究结果表明:保持其他参数不变时,增大结露区长度或溅射电流,银纳米团簇的平均粒径尺寸将增大;增加氩气流量,银团簇粒子平均粒径也相应增大,但当氩气流量增至60mL/min以上时,其平均粒径反而会减小。而氦气的加入会使平均粒径尺寸减小。在各工艺参数中,溅射电流和氩气流量是影响银纳米团簇平均粒径的主要因素。通过调节工艺条件,获得了平均粒径尺寸为2,4和6nm的银纳米团簇,四极质谱仪监测的粒径分布与TEM离线表征结果总体一致。