一维纳米结构太阳电池及其研究进展

一维纳米材料是一种新型的光伏材料,具有显著的二维量子限制效应、良好的光吸收特性和光学减反射特性,在改善太阳电池的光伏性能方面具有潜在应用.介绍了纳米线和纳米管等一维纳米结构的光吸收特性,重点评述了Si纳米线、GaAs纳米线和碳纳米管等一维纳米材料在太阳电池应用上的研究进展,同时指出了一维纳米结构太阳电池研究中存在的一些问题,并提出了其今后的发展方向,如优化工艺和电池组态形式、改善界面特性以及深入揭示一维纳米结构太阳电池的载流子输运机制等.

两种一维纳米结构钒氧化物的合成与表征

在水热条件下，分别利用十六胺和十六烷基三甲基溴化铵为模板，合成了两种一维纳米结构的钒氧化物：纳米管和纳米棒，采用XRD、TEM、HRTEM、FT-IR、TG／DTA对产物的形貌和结构进行了表征。研究表明，纳米管的长度主要分布在1～10μm，外径50～100nm，内径10～30nm；纳米棒长1～2μm，径向尺寸50～200nm。

常温常压下 Cu-Zn-Al合金一维纳米结构的制备

常温常压下,以Cu-Zn-Al合金为基体,经过适当的混和酸处理,制得了几种形貌和结构不同的一维合金纳米结构.通过能量弥散X射线(EDX)分析表明它们的主要成分是Cu、Zn、Al,其直径一般在20～50nm左右,最长长度达1600nm.合金中存在的非线性振荡,以及酸处理后产生纳米粒子是生成一维合金纳米机构的关键.结合透射电子显微镜照片初步分析了一维合金纳米结构的生长机制并给出了生长模型.

MgO单晶一维纳米结构的制备与表征

研究气相法制备MgO一维纳米结构的简单工艺途径。采用直接热蒸发镁粉的化学气相沉积法在不同条件下分别制备了MgO的纳米棒、纳米线、直角网络结构纳米线、晶须等单晶一维纳米结构。温度、氧分压和过饱和MgO蒸气压等参数对形貌具有重要影响。X射线衍射和选区电子衍射确定MgO纳米结构为立方晶系。扫描电镜和透射电镜对不同产物的形貌进行表征,显示其生长受到气—固生长机制控制。光致发光表明MgO纳米线在381 nm处出现强烈的紫色光发射宽峰。

一维纳米结构材料制备方法的研究进展

本文综述了一维纳米结构材料的制备方法,总结了一维纳米材料的最新研究成果及发展趋势。参考文献80篇。

图案化聚苯乙烯一维纳米结构阵列的研究

采用紫外光刻技术对阳极氧化铝(AAO)模板进行图案化,再采用 AAO 模板物理浸润技术,以聚苯乙烯(PS)溶液浸润图案化的 AAO 模板,制得图案化的 PS 一维纳米结构阵列;采用扫描电子显微镜对图案化的 AAO 模板和 PS 一维纳米结构阵列进行表征。表征结果显示,通过紫外光刻技术,可以制得有清晰图案的 AAO 模板,模板上有直径为5μm的圆形图案,圆形图案间的距离也为5μm;以质量分数10.0%的 PS 溶液浸润图案化的 AAO 模板,当光刻胶用量为0.2 mL 时能得到图案化的 PS 一维纳米结构阵列;当光刻胶用量为0.3 mL 时,只能制得光刻胶的纳米结构阵列,不能制得图案化的 PS 一维纳米结构阵列。

一维纳米结构的金属催化合成与生长机理

金属催化合成法是合成一维无机纳米材料最重要、最成功的方法。本文以生长机理(包括气-液-固、气-固-固、溶液-液-固、超临界流体-液-固、超临界流体-固-固、固-液-固和广义气-液-固等)为线索,系统阐述了金属催化法在一维无机纳米结构的制备和生长机理研究方面的最新进展。最后,我们指出了金属催化法在制备技术和生长机理研究方面存在的一些问题并提出了一些可能的解决途径。

用于光催化环境修复的氧化钛一维纳米结构

氧化钛因具有较高的光催化活性和耐腐蚀性而广泛用于环境修复和光电转换,目前的研究表明氧化钛光催化可将环境中的许多重要污染物矿化为无机小分子,包括卤代化合物、偶氮染料、多环芳烃、农药等有机污染物.一维纳米结构,如纳米线、纳米管、纳米棒及其阵列,因具有较高的比表面积和长径比表现出优异的催化性能.本文综述了氧化钛一维纳米结构制备和光催化降解各类有机物的研究进展,介绍了有机污染物的矿化机理和氧化钛光催化活性影响因素的作用机制,指出了今后的研究方向.

ZnO一维纳米结构在生物传感方面的研究进展

生物传感器是当代传感研究领域最活跃的内容之一。最近,基于纳米线和纳米管的生物传感器因具有测定所需样品少、响应速度快、响应灵敏度高、体积小可以植入细胞中进行检测等优点,已经引起了人们极大的关注。本文对ZnO一维纳米结构在生物传感方面的研究现状进行了综述,并主要介绍了ZnO一维纳米结构在酶传感器、生物蛋白质传感器、场效应管传感器以及蛋白质分子荧光探测等方面的研究进展,探讨了目前相关研究领域存在的主要问题,并对其发展趋势和前景进行了展望。

一维纳米结构碳化钨的研究进展

对一维纳米结构碳化钨的最新研究进展进行了综述。系统阐述了一维纳米结构(如纳米管、纳米棒、纳米线和纳米针)碳化钨的制备方法,包括催化气相沉积法、热分解法、磁控溅射法、温度程序反应法、爆炸式加热法和形状记忆法等,总结了一维纳米结构碳化钨的生长机理,探讨了目前存在的问题,并展望了未来的研究趋势。

气相法制备半导体ZnS一维纳米结构的研究进展

一维纳米材料(纳米管、纳米线、纳米带、纳米锯等)具有特异的物理、化学性质,并在未来纳米器件中具有潜在的应用价值,因此成为纳米材料领域中的研究热点。Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物ZnS是一种重要的光电、发光和激光材料。对半导体ZnS一维纳米结构的合成方法、晶体结构、生长机制作了详细的论述。同时,对ZnS一维纳米结构的未来研究方向和应用作了展望。

掺杂氧化锌一维纳米结构的研究进展

氧化锌（ZnO）纳米结构的形态是已知纳米结构中最为多样的多功能材料之一，由于一维ZnO纳米结构在电子与光电子装置中如表面声波、光子晶体、光发射二极管、光电探测器、紫外激光器、生物／化学传感器、场效应晶体管等诸多领域均展现出其独特的物理化学性能，已经引起人们的极大研究热情．而选择不同元素掺杂为调节其电、光和磁性质提供了一种有效方法，对实际应用至关重要，因此一维纳米结构的掺杂日益成为研究和应用的焦点。按照掺杂方法和掺杂元素的不同，对目前ZnO一维纳米结构的掺杂进展进行了回顾，提出了掺杂工艺中存在的问题，并对其发展趋势及前景进行了展望。

一维纳米结构材料的水热合成:钒酸盐单晶纳米线和纳米带

一维纳米结构纳米棒、纳米线、纳米带和纳米管由于其独特的大小、形貌依赖的性质和作为纳米器件的重要组元和连接已经越来越受到广泛关注。钒酸盐晶体内在各向异性的多钒酸根长链结构和层状结构可能导致在合适溶液反应条件下控制生长成为一维纳米结构材料。基于以上考虑,一种简单容易的水热合成方法导致了预期的NaV60,6和NaV60,43H20单晶纳米线以及Nao.33Vi05nH:0 (n<1.3)单晶纳米带的控制生长。所有合成产物的相组成、结构和形貌分别通过XRD.SEM.TEM和SHED等分析技术进行分析和表征。因此,可以预期这种方法可能被应用于其它具有类似结构材料的一维纳米晶的合成。

化学气相沉积法制备Sn_2S_3一维纳米结构阵列

运用化学气相沉积法(CVD),直接以Sn和S为原料分区加热蒸发,通过控制温度分布、气压、载气流量和金属铅纳米颗粒分布等宏观实验条件,成功制备大面积Sn2S3一维纳米结构阵列.扫描电子显微镜(SEM)图片显示:Sn2S3一维纳米结构的横向尺度在100nm左右,长约几个微米.X射线衍射(XRD)谱显示:所制备样品的晶体结构属于正交晶系,沿[002]方向生长.紫外-可见漫反射谱表明Sn2S3一维纳米结构是带隙为2.0eV的直接带隙半导体.讨论了温度分布和金属铅纳米颗粒对Sn2S3一维纳米结构生长的影响,并指出其生长可能遵循气-固(V-S)生长机理.

ZnO准一维纳米结构生长形态的演化机理

利用气相生长系统,通过调控实验参数,制备了多种形貌的ZnO准一维结构,如纳米条带、[011-0]和[21-1-0]取向的单侧生齿的梳状纳米条带、微米尺度的梳状结构,由多节状六角棱柱和八角棱柱组装成的微米条带等.通过X射线衍射、扫描电子显微镜及其所加载的能谱分析和背散射电子衍射仪、高分辨透射电子显微镜等分析技术,对其中具有代表性的介观结构进行了系统的形貌分析和细致的结构解析.分析出基本的结构单元及其复合体,揭示了显微尺度下ZnO晶体的外形多样性以及其形态演化中的关联和规律,即ZnO纳米条带、梳状结构和多节状微米条带具有晶体结构上的同一性.

ZnO一维纳米结构修饰的微反应器的构建及其催化性能研究

采用湿化学的方法将ZnO一维纳米结构定向生长于石英毛细管微通道反应器内壁,并通过将Pd溶胶直接包覆于ZnO一维纳米结构表面的方法,制备得到Pd/ZnO一维纳米结构修饰的微反应器。采用FE-SEM、XRD、EDX、TEM等测试方法对Pd/ZnO一维纳米结构的形貌结构进行表征,结果表明Pd/ZnO一维纳米结构形貌规整均一,厚度约2～3μm,Pd均匀的包覆在ZnO纳米棒表面;Pd为立方相单质。利用该微反应器进行催化Heck偶联反应,在反应时间为40 min时其产率达到100%,而在烧瓶内进行却至少需要120 min,因此,该反应器具有快速高效的催化效果。

一维纳米结构氧化锌的水热法制备及紫外光敏特性研究

在陶瓷衬底上制作叉指状金电极,采用低温水热法生长一维纳米结构氧化锌,制得氧化锌紫外光电导型探测器。探讨了反应溶液的浓度对氧化锌纳米结构形貌及紫外光电导特性的影响。X射线衍射分析表明,产物为六方纤锌矿结构的ZnO。扫描电镜观察显示,产物为一维纳米结构,因反应溶液浓度的不同直径介于80～500nm。光电测试表明,一维纳米结构氧化锌的紫外光电导特性受其表面形貌的影响显著。

以金属凝胶纤维为模板制备环境响应型共聚物一维纳米结构

分别以4-乙烯基吡啶(4VP)、丙烯酸(AAc)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为共聚单体,以金属凝胶纤维为模板,通过自由基共聚合得到了具有环境响应性的共聚物一维纳米结构.采用红外光谱(FTIR)、流变仪和透射电子显微镜(TEM)等表征了共聚物一维纳米结构的组成、强度及微观形貌.结果表明,共聚单体与模板的配位能力强弱对所得到的共聚物一维纳米结构的产率、强度和形貌有很重要的影响.3种共聚物都具有相应的p H响应性和温度响应性,并且共聚单体含量越高,响应性越明显.

一维纳米结构的拉伸力学测试

对一维纳米结构开展轴向拉伸测试时,面临着样品制备、装载、拉伸、样品的轴向应力与应变的高精度测量等难点,解决途径包括改造现代显微仪器、研制MEMS力学测试芯片及发展一维纳米样品的制备与装载技术。从实验使用的测试仪器及拉伸方式出发,将目前发表的一维纳米拉伸实验分为基于探针、MEMS和电子束辐照开展的拉伸实验,并对各种实验方法进行了比较。发现基于MEMS的拉伸实验由于其对测试仪器的改造小、花费少、且通过设计制作不同测试功能的芯片可实现多样测试,是更有发展前景的测试技术。

自催化方式制备的ZnO一维纳米结构

ZnO一维纳米材料由于在压电、光电等方面的优良性质,正引起广泛的关注。介绍了目前不用催化剂合成ZnO一维纳米结构的几种方法,其中包括热蒸发方法、金属-有机物化学气相沉积方法(MOCVD)和自组装生长等,同时对合成的一维ZnO纳米结构进行了分析,简单地比较了这几种制备方法的优劣。