纤蛇纹石制备硅纳米线的研究

以天然矿物纤蛇纹石制备的氧化硅纳米线为氧化剂和模板,镁粉为还原剂,采用镁热还原法制备了系列硅纳米线.利用热分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其进行表征.结果表明:温度对反应产物硅的结构和形貌有显著影响,随着温度的上升,样品的结晶度先减小后增大;在温度650℃条件下硅“继承”了氧化硅纳米线的微观结构,而随着温度升高至700℃纳米线的结构出现坍塌,形成硅纳米颗粒.     

在硅衬底上制备Si纳米线及其表征

采用以硅衬底为硅源的简单方法,在蘸有一层催化剂(0.05 M FeCl2·6H2O)薄膜的硅基片上直接制备了大量的单晶Si纳米线.用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)分别观察了硅纳米线的形貌及单根Si纳米线的显微结构.试验结果表明:随着温度的升高,纳米线的直径增大;催化剂是Si纳米线生成的重要因素,没有沉积催化剂的硅基片上不会有硅纳米线的生成,且该硅纳米线的生长机理为典型的气-液-固模式.     

硅纳米线的制备及其光学性能的研究

通过金属催化化学刻蚀的方法中的两步法制备出了具有阵列结构的硅纳米线,研究了不同刻蚀条件对硅纳米线形貌的影响,分析了形成不同形貌的原因.测定了不同条件下制备的硅纳米线的光吸收性能,总结了影响光吸收性能的因素和原因,根据硅纳米线的光吸收图求出了硅纳米线的禁带宽度,说明了硅纳米线已经具备不同于硅片的性能.     

预氧化法制备均匀硅纳米线阵列

利用双氧水溶液对硅片表面进行预氧化处理,并用改良的RCA法清洗硅片,结合金属辅助化学刻蚀(MACE)制备硅纳米线阵列(SiNWs).通过表征发现:预氧化清洗相较于传统RCA清洗,能够降低硅片表面微粗糙度,同时提高后续制备的硅纳米线阵列的均匀性.此外,在300～800 nm波段,当硅纳米线的长度相近时,经预氧化清洗制备的硅纳米线阵列反射率降低,当硅纳米线长度为500 nm左右时,反射率降低值大于2.4;.最后分析了均匀硅纳米线阵列的形成机理.     

硅纳米线的发光性能研究及其应用前景

硅纳米线是一种具有优异的物理、化学及力学性能的半导体材料,其独特的光致发光性能使硅纳米线有望在低维纳米材料发展的基础上实现硅基纳米结构的光集成电路.文中重点介绍了硅纳米线光致发光特性的研究现状及其发光机制的理论研究,最后对硅纳米线的应用前景加以展望.     

石墨烯中嵌入硅纳米线的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了石墨烯中嵌入不同构型硅纳米线的电子特性.分析了不同构型的硅纳米线嵌入石墨烯后结构的稳定性、能带结构、态密度和差分电荷密度.研究发现:(1)直线型-I硅纳米线嵌入结构存在带隙,并且带隙的大小受到硅含量的调节.(2)扶手椅型硅纳米线嵌入结构和直线型-II硅纳米线嵌入结构由半导体变为导体.     

水热法制备纳米线研究进展

纳米线因其显著的边界效应、易单晶化、高比线径、大比表面积、高强度、高韧性、低导电性等特点,广泛应用于电子器件、太阳能转换、纤维合成、微电池制造等领域.水热法是制备纳米线的常用方法,本文综述了水热法工艺参数,矿化剂种类、反应温度、反应时间等对调控纳米线表面形貌与性能影响的研究进展,并提出研究中需要解决的问题.矿化剂种类对纳米线的形成及形貌有显著影响,矿化剂浓度的升高会促进纳米线的形成,但是超过某一临界值又会反过来影响纳米线的形貌与抑制纳米线的形成;反应温度直接影响晶粒的生长,温度过高会导致杂相的产生,不利于形成稳定晶型,温度太低又不足以提供纳米线生长的动力;随着反应时间的增加,纳米线长径比增加,比表面积增加,表面变得更光滑,当反应时间过长时,纳米线横向过度生长,纳米线长径比降低,纳米线变为纳米棒.     

多元醇法制备一维Ag纳米线

以硝酸银为前驱物,乙二醇为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,在金晶种存在条件下成功制备出一维银纳米线.对所得样品进行了X射线衍射,场发射扫描电镜,透射电子显微镜以及EDS分析.结果表明,制备的银纳米线为面心立方结构,长度在2～8μm范围,直径约为75～150 nm,产率较高.不同反应时间以及不同PVP(单体)与银离子摩尔比值均对最终纳米形貌产生影响.反应所得银纳米线为五重孪晶结构,最后对纳米线的生长机制进行了详细讨论.     

CuSbS2薄膜制备方法及其太阳能电池的研究进展

三元金属硫化物CuSbS 2是一种所含元素地储丰富且环境友好的太阳能电池光吸收层材料,并且具有较高的光吸收系数、合适的带隙以及较低的熔点等特性,有望应用在建筑集成、公共基础建设以及便携电子产品等方面.本文首先综述了近些年各团队在CuSbS2薄膜上的不同制备方法,总结了Cu含量和热处理等对薄膜质量的影响,然后介绍了在太阳能电池方面的最新研究进展,比如电池器件的设计和转换效率的提升等,最后对CuSbS 2薄膜太阳能电池的发展趋势作出展望.     

水热法制备硫化锌纳米线及性能研究

采用水热法成功制备出准一维的硫化锌单晶纳米线。XRD图谱显示,实验制备的硫化锌纳米线是纤锌矿结构,择优c轴即(002)晶面生长。TEM显示硫化锌纳米线长度达几十微米,最大直径约为50nm,有些纳米线的直径在20nm左右。SAED图显示实验得到的是单晶硫化锌纳米线,HRTEM图片中可以明显看到原子晶面排列,测量得出晶面间距为0.313nm,对应于ZnS的(001)晶面。文中研究了硫化锌纳米线的光致发光特性并对发光机制进行了探讨。     

多孔硅制备研究进展及其在锂离子电池方面的应用

多孔硅具有比表面积大、发光性能良好等特点,目前对于多孔硅的研究已经涉及到生物与化学传感器、药物递送、光催化、能源等领域。多孔硅中的孔隙可有效缓解硅在锂化时的体积膨胀,缩短锂离子从电解液向硅本体扩散的距离,促进高电流密度下的充放电过程。因此,多孔硅在储能领域得到了广泛研究与发展。但是一些挑战仍然存在,如制备成本、刻蚀机理、多孔结构的调控、多孔硅的电化学性能等还不能满足商业化应用的要求。本文对目前国内外多孔硅制备方法的研究进行了综述,并详细介绍了多孔硅在锂离子电池领域的应用。最后,对多孔硅材料在储能领域的发展进行了展望。     

星状金纳米晶的制备及应用研究进展

主要介绍了新型星状金纳米晶的研究进展,介绍了其主要的制备工艺,阐述了星状金纳米晶在药物运载与释放、催化、及SERS增强方面的显著应用;同时简略介绍了一些其他贵金属星状纳米晶的应用性能.制备中通过添加不同贵金属晶种、还原剂与表面活性剂,控制[金属盐溶液浓度]/[晶种数目]的摩尔比,调节星状纳米晶尖端长度与数目;同时对不同贵金属星状纳米晶的应用前景进行了展望.     

多晶Si薄膜表面金催化Si纳米线生长

以Au膜作为催化剂和大晶粒多晶Si薄膜为衬底,利用固-液-固生长机制,制备出直径在30～ 100 nm和长度为几百微米的高密度Si纳米线.实验研究了退火温度、生长时间和N2流量对Si纳米线生长的影响.结果表明,随着退火温度的升高,生长时间的延长和N2流量的增加,Si纳米线的长度和密度都显著增加.对不同生长时间下获得的Si纳米线样品进行了X射线衍射测量,结果显示随着生长时间的延长,多晶Si薄膜和表面的Au膜成分都在减少.光致发光谱则显示出弱的蓝光发射和强的红光发射特性,前者应是由非晶SiOx壳层中的氧空位发光中心引起,后者则应归因于Si纳米线芯部与非晶SiOx壳层之间界面区域附近中的Si =O双键态或非桥键氧缺陷中心.     

功能化碳化硅纤维研究进展

碳化硅陶瓷纤维作为一种结构材料,在高技术领域有着广泛的应用前景.近年来,随着对碳化硅纤维综合性能要求的提高,在提升碳化硅纤维现有性能的同时,实现碳化硅纤维的功能化已成为一大研究热点.本文从引入异质元素、改变截面形状和表面改性三方面综述了近年来功能化碳化硅纤维的研究进展,最后展望了功能化碳化硅纤维的发展趋势.     

Ⅲ族氮化物半导体材料的制备及应用研究进展

随着第二代半导体的逐渐落后,Ⅲ族氮化物半导体作为具有优良性质的最新一代的半导体材料,已经登上历史的舞台.综述重点归纳了以BN、AlN、GaN、InN为代表的Ⅲ族氮化物纳米材料的典型制备方法、目前的应用现状,并对存在的问题加以总结.     

介孔石墨相氮化碳制备及其催化应用研究进展

石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种新型的非金属半导体光催化剂,具有良好的热稳定性和化学稳定性.近年来,许多研究聚焦于在g-C3N4基体中构建介孔结构.此类介孔石墨相氮化碳(mpg-C3N4)具有较大比表面积,并在催化领域得到广泛应用.本文综述了mpg-C3N4的结构、制备方法,并详细介绍了mpg-C3N4在催化领域的应用.未来,构建有序介孔结构及提高其光催化性能依然是mpg-C3N4领域的研究重点.