用氢气／甲醇混合气体在微波等离子体CVD中合成纳米晶粒金刚石膜(英文)

用微波等离子体增强化学气相沉积方法(MPECVD),利用氢气和甲醇的混合气体,在硅片上沉积出纳米晶粒的金刚石薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)及扫描隧道显微镜(STM)对薄膜的晶粒平面平整性及纯度进行了表征。通过SEM发现,提高甲醇浓度或降低沉积温度可以减小金刚石膜的晶粒尺寸。拉曼光谱显示薄膜中确实存在纳米晶粒的金刚石,并且薄膜的主要成分为金刚石。用AFM测得薄膜表面的粗糙度Rms<80nm,STM观测晶粒的平均尺寸在10-20nm之间。研究结果表明,用MPECVD方法,利用氢气和甲醇的混合气体是制备纳米晶粒金刚石膜的一种理想方法。

基于热力学函数的纳米晶粒长大Cellular Automaton仿真研究

基于纳米晶热力学特性表征函数,将纳米晶热力学性质对晶界迁移的影响引入Cellular Automaton算法,对纳米晶粒长大行为进行了定量化和可视化的仿真研究.模拟结果表明,纳米晶粒长大的动力学与传统粗晶材料不同,在恒温条件下,纳米晶粒的长大指数n不是常数(传统粗晶材料的晶粒长大指数n=2为常数),随纳米晶粒长大过程的进行,n值从1.70至6.59发生变化.作为纳米晶粒长大的驱动力,纳米晶界的过剩自由能与纳米晶粒尺寸的变化直接相关.由于纳米晶材料强烈的小尺寸效应,纳米晶组织的热力学性质较大地影响纳米晶界的结构和能量状态,从而影响纳米晶粒长大的动力学特征.因此,只有结合纳米晶热力学特性的仿真研究才能获得对纳米晶粒长大行为本质性的认识.

纳米晶粒精密电铸层力学性能的试验研究

采用高频窄脉宽脉冲电流、高速冲液等方法获得金属镍纳米晶粒精密电铸层。分析、研究了晶粒大小对沉积层力学性能的影响。结果表明,随着晶粒尺寸的减小,沉积层微观硬度和强度性能得到了明显提高。常温条件下,沉积层晶粒从1 000nm细化至70nm时,其抗拉强度可提高至1 160MPa,但随着沉积层晶粒进一步细化,其抗拉强度呈下降趋势,出现与传统的Hall-Patch理论相背离现象。200℃时,得到和常温条件下类似结果,而400℃时。

纳米晶粒TiO_2多孔微球的制备及其光催化性能的研究进展

介绍了纳米晶粒TiO2多孔微球的主要制备方法、主要参量及表征、光催化性能研究进展,指出了纳米晶粒TiO2多孔微球制备过程的技术关键与基本参量的功能。针对目前存在的问题,提出了今后的主要研究方向,并展望了纳米晶粒TiO2多孔微球在水处理领域的应用前景。

纳米晶粒TiO_2多孔微球的合成与表征

钛酸四丁酯经酸性水解得到TiO2 溶胶 ,将溶胶与苯酚混合后加入到正庚烷分散介质中 ,再滴加甲醛水溶液 ,通过反相悬浮聚合和溶胶 凝胶过程制备了聚合物与TiO2 的复合微球 .对复合微球进行焙烧处理 ,使聚合物分解 ,从而得到由纳米TiO2 晶粒组成的多孔微球 .以示差扫描量热法、热重分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和氮吸附等方法对TiO2 多孔微球的物理性质进行了表征 .结果表明 ,所得TiO2 多孔微球主要由锐钛型TiO2 纳米晶粒组成 ,晶粒尺寸为 2 0～ 30nm ;TiO2 多孔微球的直径为 2 0 0～ 5 0 0 μm ,比表面积为 87 4 0m2 /g ,平均孔径为 8 6 5nm ,孔径的分布具有单分散特征 .

纳米晶粒多晶Si薄膜的低压化学气相沉积

利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法,以充Ar的S iH4作为反应气体源,在覆盖有热生长S iO2层的p-(100)S i衬底上制备了具有均匀分布的纳米晶粒多晶S i膜(nc-poly-S i)。采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼谱等检测手段,测量和分析了沉积膜层的表面形貌、晶粒尺寸与密度分布等结构特征。结果表明,nc-poly-S i膜中S i晶粒的尺寸大小和密度分布强烈依赖于衬底温度、S iH4浓度与反应气压等工艺参数。典型实验条件下生长的S i纳米晶粒形状为半球状,晶粒尺寸约为40nm,密度分布约为4.0×1010cm-2和膜层厚度约为200nm。膜层的沉积机理分析指出,衬底表面上S i原子基团的吸附、迁移、成核与融合等热力学过程支配着nc-poly-S i膜的生长。

纳米晶粒Ag-TCNQ络合物薄膜的制备及电双稳特性

以物理气相沉积方法将TCNQ和Ag制备的金属有机络合物薄膜 ,在一定的工艺条件下可做到构成薄膜的晶粒直径为 40nm左右 ,粗糙度也为纳米量级。同时在大气及室温条件下 ,在STM电场的作用下薄膜可从高阻态转换为低阻态 ,作用点的直径约为 70nm。

Al_2O_3涂敷TiO_2纳米晶粒的制备及其抗絮凝性研究

纳米材料特异性能的开发与利用，是当今纳米材料科学研究中的热点之一．国外新近报道了［１～３］ＴｉＯ２纳米晶粒在光学增益体系中的一种新应用．据报道，将ＴｉＯ２纳米晶粒散布到染料罗丹明过氯酸盐的甲醇溶液中，在Ｎｄ∶ＹＡＧ５３２ｎｍ激光激发下，产生出奇特的光...

影响钛盐水解制备二氧化钛纳米晶粒大小的因素

介绍了钛盐水解制备纳米二氧化钛的原理 ,分析了影响纳米二氧化钛晶粒长大的因素。这些因素包括反应物浓度、反应温度、溶液的 pH值、絮凝剂、分散剂以及陈化和搅拌时间、煅烧温度等。

金属Cu液态结构的纳米晶粒模型

为研究液态Cu的短程有序结构,建立了液态微观结构的纳米晶粒模型,从晶体X射线衍射学的角度出发,通过对固态Cu衍射峰的宽化计算出了液态X射线衍射强度曲线.计算出的强度曲线与实验获得的液态Cu的X射线衍射强度曲线具有较好的一致性,这证明纳米晶粒模型的正确性,同时也证明了Cu的液态短程有序结构与其固态晶体结构存在着密切相关性,即Cu的液态短程序结构为fcc.

纳米晶粒取向连生与枝蔓晶的形成

本文研究了在水热条件下ZnO、BaTiO3 、La2 /3 TiO3 和Fe2 O3 纳米晶粒的取向连生和枝蔓晶的形成。用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了纳米晶粒的取向连生和晶粒相连的枝蔓晶 ,其枝蔓晶的形成与通常枝蔓晶的形成机理是一致的 ,都是沿着晶体中负离子配位多面体相互联结的稳定方向 ,为晶体生长速率最快方向 ,其分布的对称性与晶体结构的对称性是对应一致的。

硅纳米晶粒基MOSFET存储器的荷电特征研究

本文研究了硅纳米晶粒MOSFET存储器的荷电特征 .器件阈值电压偏移达 1 8V以上 ,并随着沟道宽度的变窄而增加 ,而与沟道长度基本无关 .同时 ,阈值涨落也随宽度的变窄而增大 .在 2 0～ 30 0K测量温度范围内 ,器件阈值偏移和电荷的存储特性几乎不随温度变化 ,说明荷电过程主要由直接隧穿决定 .进一步 ,在最窄沟道器件中观察到单电荷的荷电过程 .

离子液体中微波合成CdS,ZnS纳米晶粒

纳米尺度的金属硫化物晶粒MS（M=Cd,Zn）在一般合成条件下生长以及晶化过程都比较缓慢。而在高极性的离子液体中用微波加热的方式,100℃、10 min就可以合成出2~5 nm的硫化锌、5~8 nm的硫化镉,晶化程度高,并与粉末衍射数据的计算结果相吻合。通过X射线粉末衍射图可清楚对比不同加热条件下产物的结晶程度;紫外-可见吸收光谱显示微波加热4~5 min,合成产物的尺寸已经达到稳定;透射电镜以及电子衍射照片显示微波合成产物为纳米晶粒。

基于SmFeO_3纳米晶粒的甲醇传感器

以溶胶-凝胶法制备了SmFeO3复合纳米晶粒,采用提拉法涂敷于带有铂电极的氧化铝陶瓷管表面形成敏感薄膜,设计了一种新型甲醇传感器。在气体传感器静态测试装置上,测试了甲醇传感器敏感特性、选择特性和动态响应特性。结果表明,提拉次数为3的甲醇传感器(SFO_3)灵敏度为97.65%,动态响应时间为10.12s,恢复时间分别为14.26s,持续工作时间5.5月。该研究工作对推动甲醇-汽油混合燃料在汽车等方面的应用奠定了基础。

纳米晶粒生长的动力学蒙特卡罗模型(英文)

给出应用于纳米晶粒生长的动力学蒙特卡罗模型,并对模拟方法做了细致的讨论.作为一个应用实例,对薄膜生长做了分类模拟研究.结果显示,改变三维Ehrlich_Schwoebel势垒将导致薄膜生长过程中多层原子岛的结构相变.

真空中脉冲激光烧蚀制备银纳米晶粒在水平衬底上的分布特性

在室温、真空环境中,通过XeCl准分子脉冲激光烧蚀银靶,烧蚀产物沉积在水平放置的Si(111)衬底上。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、探针式表面轮廓(PTSP)仪和选区电子衍射(SAED)对沉积所得的样品进行表征。结果表明,样品主要由具有不同尺寸的银纳米晶粒组成;随着衬底与靶面水平距离的增加,样品厚度和晶粒尺寸逐渐减小;样品的(111)和(200)晶面的XRD特征谱线强度,随着衬底位置的改变而变化。在增加激光能量密度、衬底与烧蚀焦点垂直距离的情况下,晶粒尺寸及样品XRD特征谱线变化规律并未发生明显变化。结合银纳米晶粒传输特性和沉积样品沿不同晶面生长所需表面能的差异,对实验结果进行了分析。

热处理对纳米晶粒TiO-2微粒晶型和晶粒大小的影响

通过DSC、TG、XRD等手段,对自制的具有中空结构的TiO2微粒进行了物理性质表征,结果表明:热处理条件对中空TiO2微粒的微晶结构、晶粒大小等物理性质存在着显著影响。在最优化热处理条件下,所得中空TiO2微粒的晶型主要为锐钛型,其中锐钛型/金红石型为100/6,锐钛型晶粒粒径为30nm,微粒粒径为2μm。

表面和界面效应对纳米晶粒尺寸的影响

应用热力学方法,讨论了非晶晶化法制取纳米晶体时所得最小晶粒与晶化温度的关系.发现当退火温度为物体熔点的1/2时,可制得最小晶粒,而在此温度下,过冷液体与晶体之间的Gibbs自由能之差达到最大值.考虑到样品较薄时较为明显的表面效应,计算了金属样品厚度对晶粒最小尺寸的影响.结果表明,晶粒的最小限度不仅受晶化过程中自由能差的影响,还与晶体厚度有关.样品厚度越小,对生成的最小晶粒尺寸影响越大.

CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒对甲烷气敏性影响分析

为了快速准确检测矿井中的甲烷气体浓度,以直接沉淀法制备了不同含量Ce O2的CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒。利用掩膜法将制备的CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒镀膜于氧化硅绝缘层表面形成敏感薄膜,采用标准MEMS工艺制作了一种薄膜型甲烷传感器。采用X射线衍射仪表征了CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒的相组成和微观形貌,利用全自动程序化学吸附仪分析了CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒对甲烷的吸附机理。在气体传感器静态测试系统上,测试了甲烷传感器灵敏度、湿度、温度、动态响应、抗干扰和长期稳定性等特性。结果表明:以Ce_30为敏感薄膜的甲烷传感器灵敏度为98.3%,动态响应时间为11 s,恢复时间为8 s。在矿井中连续使用12个月后,灵敏度衰减了8.5%。表明该甲烷传感器可实现矿井中甲烷气体在线检测。

具有复相组织合金镀层中纳米晶粒含量的确定

非晶基上弥散分布着金属间化合物的复相合金镀层,具有优异的耐蚀性及良好的耐磨性。镍-钴合金镀是最新发展的高质量纳米镀技术,其镀层的硬度、耐磨性、摩擦系数、耐腐蚀性、表面粗糙度、深镀能力、复盖能力、电流效率和沉积速率等所有的性能都明显优于晶态的电镀镍-钴合金,这种合金镀层,在非晶基上弥散分布着纳米级的金属间化合物。但研究此类复合镀层,至今未有现成的方法来测定非晶与纳米晶粒的比例,本文采用小角 X 射线散射解决了这一新问题。