玻璃基片中银纳米晶图形电场诱导热转印

图形分布金属纳米晶体掺杂的玻璃材料有着巨大的应用潜力,寻找一种简易高效的图形化制备方法受到科研人员的高度关注。利用高温高压直流电场的定向诱导迁移作用,结合后续热处理工艺,即可在硅酸盐玻璃基片中形成与表面银膜图形相对应的银纳米晶分布,从而实现纳米晶体图形的电场诱导热转印。本文研究了电场诱导热转印中金属离子扩散及纳米晶析出过程,发现经过电场诱导扩散后,银主要以Ag+和Ag0形态分布在深度为0-100μm的玻璃表层中,经过后续热处理生成粒径为7-15nm的银纳米晶图形层。研究表明在电场诱导热转印过程中,Ag+在受电场诱导作用进行定向扩散之外,也在玻璃表层中发生一定的浓度梯度扩散,而在后续热处理时由于再次浓度梯度扩散和纳米晶体长大引起的银聚集效应,导致图形边界发生模糊。这些因素的综合作用决定转印图形的最终精度。

玻璃表面功能化纳米改性技术的研究进展

表面功能化纳米改性技术是传统玻璃材料获得各种功能特性的一条重要途径。介绍了几种常用技术的特点、应用、研究进展及面临的问题。其中气相沉积、溅射沉积、热喷涂和化学镀已实现工业化生产;溶胶-凝胶、离子交换和离子注入为较新的技术;辅助电场法能使膜层与基体的结合更牢固,是一种新型的玻璃表面纳米改性技术。

电场诱导下Ag^＋在碲酸盐玻璃中扩散与析晶研究

纳米晶掺杂光学玻璃材料在信息技术领域具有广泛的应用前景。在热处理过程中，利用直流电场引导外源金属离子扩散进入玻璃基片，进而控制金属纳米晶体在玻璃基体中的生长。研究了直流电场诱导热处理工艺对Ag^＋在铌碲酸盐玻璃基片中的扩散与析晶机理，结果发现与直流电场相匹配的热处理工艺既可控制Ag^＋扩散与银纳米晶体生长同步完成，又可控制2种过程分布进行。电场诱导热处理工艺可望成为一种纳米晶掺杂玻璃材料的制备新工艺。

玻璃基片中银离子及纳米晶图形电场诱导热转印

利用电场诱导热转印技术,通过电场诱导热扩散和后续热处理分别在硅酸盐玻璃内部获得了银离子与银纳米晶图形。借助XPS、FT-IR、UV-vis研究了银的扩散、析晶机制。结果发现,在直流电场作用下,图形膜中金属银通过电化学反应被氧化为银离子,并沿电力线扩散进入玻璃基体,分别以Ag+和Ag0形式占据Na+空位和填充到玻璃网络间隙。后续热处理过程中部分Ag+还原为Ag0,银离子通过扩散、成核、析晶为银纳米晶。EPA和HRTEM等分析表明,玻璃内部获得的金属银离子及银纳米晶图形清晰,银含量最高可达24.5%(质量分数),扩散深度>200μm,银纳米晶体呈面心立方结构,直径为7～15nm。

电场诱导银离子扩散硅酸盐玻璃的光致发光光谱

利用直流电场诱导银离子向硅酸盐玻璃基片内部扩散,并进行后续热处理。采用透射电镜观察玻璃基片中纳米颗粒形貌,测量了样品的吸收光谱和光致发光谱。结果表明:随着对玻璃基片热处理时间的延长,吸收峰的强度有明显的增强,峰的位置稍有蓝移,并在410nm附近出现明显的等离子共振吸收现象;玻璃基体中出现尺寸为小于10nm的银单晶颗粒。电场诱导银离子扩散后的玻璃在277nm与325nm光激发下,发光峰分别在380nm和440nm附近,其发光强度随着电场强度的增加呈现先增大后减小的变化趋势。

纳米线阵列及纳米图形制备技术的研究进展

当今纳米技术研究的前沿和热点之一是将纳米线按一定方式排列与组装构成纳米线阵列及纳米图形,它们是下一代纳米结构器件设计的材料基础,在激光技术、信息存储及计算技术、生物技术等各领域均有广阔的应用前景。介绍了在纳米线阵列材料制备以及纳米图形制作方面的技术研究进展,详述了模板法、自组装法以及纳米刻蚀法等技术的发展。

Ag^+在硅酸盐玻璃中电场诱导扩散与纳米晶析出

利用直流电场诱导热扩散技术,引导金属银离子扩散进入硅酸盐玻璃基片内部,并通过后续热处理析出金属银纳米晶体。研究发现,随着电场强度的增大和扩散温度的升高,扩散进入到玻璃基片中的金属银离子数量也随之增多。电场诱导热扩散后银以Ag+和Ag0的形式存在于玻璃基片中。经后续热处理在玻璃基片中形成2～5nm的金属银纳米晶粒,并在410nm附近产生明显的表面等离子共振吸收现象;银纳米晶体主要分布在基片表面以下30～100μm区域。