精确测定碳纳米管螺旋度的电子衍射方法

本文介绍精确测定碳纳米管原子结构的电子衍射方法.电子衍射方法利用碳纳米管的电子衍射图与碳纳米管螺旋指数(u,v)间的内在关系,可以从(a)衍射层线上的电子散射强度分布或(b)衍射层线间距的比例测定碳纳米管的螺旋指数.电子衍射方法是迄今为止测定碳纳米管的螺旋指数的最有效方法.电子衍射方法除具有结果精度高外,亦可用于测定多层碳纳米管的每层的螺旋指数.     

无卷边单分子层WS2纳米片原子结构的高分辨电子显微术研究

本文利用高分辨电子显微术(HRTEM)确定了无卷边的单分子层WS2纳米片的原子结构像.通过对样品不同区域HRTEM像进行傅里叶变换(FFT)分析,得到了各个区域的WS2纳米片的晶体取向,确定了WS2纳米片分子层数分布.根据电子显微像强度与样品层数的线性关系以及WS2纳米片的单分子层数分布模型,确定不同区域WS2纳米片的分子层数.为了进一步定量分析结果的正确性,通过模拟电子显微像在不同碳膜厚度及不同成像条件下WS2纳米片的HRTEM像,也确定了在像衬度上与实验像很好的匹配.     

掺铜的硫化锌缺陷结构的高分辨电子显微术研究

掺铜的硫化锌为一种重要的发光材料。其发光性能与晶体缺陷有密切关系。利用高分辨电子显微术可以直接观察晶体缺陷结构。硫化锌晶体结构有立方闪锌矿(Z)与六角纤锌矿(W)两种。图1是两种结构共生的高分辨象,分别用Z及W表示相应结构。两者的区别仅在于沿密排方向的原子排列规则不同:闪锌矿结构为ABCABC……(3 R)排列;而纤锌矿结构为ABAB……(2H)排列。象中每一个亮点代表由一个硫原子及一个锌原子组成的原子团。在掺铜的硫化锌晶体中,微孪晶的密度很大.如图2及图3(T)所示。孪晶面为(111)。图3中还有典型的扩展位错(S),位错的柏氏矢量为b=1/6[112]。此外,还观察到有4H、16H、12R、36R等多种长周期     

序

电子显微学在二十一世纪第一个十年中得到引人注目的进展，同时电子显微学的地位也与日提升。由于球差校正器和色差校正器的应用，使商业化的透射电子显微镜原子分辨的坐标和质量像均可达0．5埃，更由于纳米材料和新能源材料研究的突飞猛进，使人们越来越意识到利用电子显微镜对材料在纳米及原子尺度上进行结构表征，对深人理解现代材料优异性能的重要性。正是这些重大需求的推动，使中国的电镜领域也以每年新安装上百台的速度迅猛发展，新加人到电镜行业的工作者数以千计，他们不仅活跃在科技教育界，而且深入于企业、环保、食品等行业以及计量、公安等事业部门。     

双壁碳纳米管的电子显微学研究

本文分析研究了甲酸镍二水合物作为催化剂前驱体,多壁管为原料,采用氢电弧放电法制得的双壁碳纳米管样品中不同管壁数目碳纳米管的分布及双壁碳管直径分布,发现样品中单壁和双壁碳管占主要地位,双壁管的内径主要分布在1.67 nm～3.67 nm之间,外径主要分布在2.33 nm～4.33 nm之间.此外,精确测定了三个双壁碳纳米管的螺旋指数,分别为[(28,3)(29,17)],[(19,8)(29,6)]及[(23,15)(28,22)],其电学性能分别为[半导体性,金属性],[半导体性,半导体性]及[半导体性,金属性].同时,观察了在不同条件下的电子辐照效应.结果表明,经辐照碳管的最内层管壁先发生断裂,其形变速度逐渐变慢,单根碳管易依附于大块物质.在相同的辐照条件下,管壁数目越多碳管越稳定.当管壁数目相同时,直径小的管比直径大的管稳定.高加速电压能够加速碳管的变形.     

双片二硫化钼纳米薄片的电子衍射分析

本文使用高分辨透射电子显微和电子衍射方法研究二硫化钼二维纳米材料薄片的微观结构。实验记录了样品在不同倾转角度下的衍射图,分析确认了衍射图中的一些衍射斑点随倾转角度加大而出现分裂的现象。本文通过一个空间几何模型来解释衍射图中衍射斑点分裂现象的成因,认为样品中含有两片互相之间有一定夹角的二硫化钼纳米薄片。两个二维纳米薄片分别对应分裂衍射斑点中的一组。经过模拟计算,得出这两片二硫化钼纳米薄片的夹二面角为156.6°(23.4°)。本文中的实验和模拟方法可以推广到对其它二维纳米材料薄片取向和相对空间方位的计算。     

液相-固相还原法克服团聚制备高性能超级电容器用石墨烯电极材料

以水合肼为还原剂采用液相预还原-冷冻干燥-固相充分还原的方法制备的石墨烯电极材料具有十分优越的电化学性能,在超级电容器中比电容值达到336F·g-1(10 mV·s-1,循环伏安法),较液相还原石墨烯(270F·g-1)提高24%,同时亦优于固相还原石墨烯(323 F·g-1).对液相预还原氧化石墨烯采取冷冻干燥,既避免了液相直接还原干燥过程中的团聚现象,同时也有效地增加了固相还原石墨烯的无序度,从而进一步提高了石墨烯的电化学性能.