镶嵌型纳米锗的制备新方法及其光致发光研究

报道了通过热氧化氢化非晶锗硅薄膜和氢化非晶硅／氢化非晶锗多层膜以制备镶嵌于二氧化硅中纳米锗材料的新方法． 研究结果表明： 在经过氧化处理后， 薄膜中的Ｓｉ与Ｏ结合形成氧化硅同时单晶Ｇｅ 被析出形成了镶嵌型的纳米Ｇｅ 颗粒； 在Ａｒ＋ 激光（４８８ｎｍ ）的激发下， 观察到了室温下的光致发光现象． 发光峰中心位于２．２ｅＶ． 由多层膜制备出的样品其发光强度相对加强， 且半高宽也显著变窄， 表明利用多层膜可较好地控制尺寸分布．

溅射含纳米锗氧化硅复合薄膜的光致发光和拉曼特性

采用射频磁控溅射法制备了含纳米锗的氧化硅复合薄膜 .在室温下对不同温度退火的样品测量了光致发光谱 ,其发光峰位均位于 5 80nm .通过对样品所作的拉曼散射光谱的拟合 ,确定出了样品中纳米锗的尺寸 。

纳米锗颗粒膜的结构与拉曼散射

用直流磁控溅射方法制备的纳米Ge颗粒膜.通过XRD表征和LRS谱分析,发现沉积态颗粒膜主要为无定形态的Ge团簇,同时在溅射沉积过程中有少量Ge被氧化成非晶态的GeO.颗粒膜经过真空退火处理,形成纳米级的Ge晶和GeO晶体.退火态的膜层结构比沉积态的疏松.对于薄膜纳米颗粒的结构,提出Core-Shell结构模型,解释了Raman散射谱中新出现的150cm-1和215cm-1的Raman散射峰.

牛血清白蛋白稳定水溶性纳米锗的制备、表征及其形成机理

在水溶液中利用牛血清白蛋白(BSA)作稳定剂制备水溶性良好的纳米锗颗粒,提供了一种合成蛋白质修饰的纳米锗材料的新思路。采用透射电子显微镜(TEM),粒度分析及能谱分析(EDS),对制备的纳米锗的形貌和组成进行表征,探讨各实验条件变化对纳米锗形貌的影响,进一步分析纳米锗的形成机理。结果表明球形纳米锗颗粒平均粒径约为60nm,分散性良好,调控诱导出了方形和棒状的纳米锗材料。本研究方法简单、可控且重复性好,BSA做稳定剂大大提高了纳米锗在水溶液中的稳定性,同时改善了纳米锗材料的生物相容性,为拓展纳米锗材料在生物领域的应用研究提供基础。

能发出不同色彩荧光的纳米锗

日本物质·材料研究所的白幡直人研究小组研制成功发光强度高而且发光色彩不同的纳米锗颗粒。这是通过调整锗纳米颗粒表面的均质性并控制其粒径大小而实现的。但是锗组织结构容易改变且在室温难以合成纳米颗粒。该研究小组利用激光化学合成法制得了粒径1．5～5nm的颗粒锗，并结合烃基形成了均匀的表面。

气体吸附对硅锗异质结纳米线电子结构与光学性质的影响

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法探讨了沿[112]晶向的硅锗异质结纳米线作为气体传感器检测CO,CO_(2)和Cl2的能力,着重计算了其吸附气体分子前后的吸附能、能带结构与光学性质.几何结构优化计算表明:不同硅锗组分的[112]晶向的硅锗纳米线对CO,CO_(2)和Cl_(2)分子的吸附能的绝对值在0.001 eV至1.36 eV之间,其中Si_(24)Ge_(36)H_(32)对CO_(2)气体的吸附能最大,气敏性能最好.能带结构计算表明:吸附CO和CO_(2)分子的[112]晶向硅锗纳米线能带的简并度明显减小,带隙变化较小;而吸附Cl2分子后的价带顶与导带底之间产生了杂质能级使其带隙减小.光学性质计算表明:Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线吸附CO, CO_(2)和Cl_(2)分子后的光学性质差异明显,主要体现在吸收谱的范围及吸收峰的峰值上,上述研究结果为[112]晶向Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线可作为气体传感器敏感材料提供了一定的理论依据.

含纳米硅和纳米锗的氧化硅薄膜光致发光的比较研究

分别以硅 二氧化硅和锗 -二氧化硅复合靶作为溅射靶 ,采用磁控溅射技术在p型硅衬底上淀积了含纳米硅的氧化硅薄膜和含纳米锗的氧化硅薄膜 .各样品分别在氮气氛中经过 30 0至 110 0℃不同温度的退火处理 .使用高分辨透射电子显微镜可以观察到经 90 0和 110 0℃退火的含纳米硅的氧化硅薄膜中的纳米硅粒 ,和经 90 0和 110 0℃退火的含纳米锗的氧化硅薄膜中的纳米锗粒 .经过不同温度退火处理的含纳米硅的氧化硅和含纳米锗的氧化硅薄膜的光致发光谱均具有相似的峰型 ,且它们的发光峰位均位于 5 80nm(2 .1eV)附近 .可以认为含纳米硅的氧化硅和含纳米锗的氧化硅薄膜的光发射主要来自于SiO2 层中发光中心上的复合发光 。

纳米锗颗粒镶嵌薄膜的吸收光谱研究

用离子束溅射技术和热处理方法，制备出颗粒尺寸和镶嵌密度均可控制的高质量Ｇｅ－ＳｉＯ２纳米颗粒镶嵌薄膜。在室温下测量了不同粒度纳米锗颗粒镶嵌薄膜样品的吸收光谱，观测到在可见光区有较强的光吸收和吸收带边蓝移。研究表明：镶嵌在绝缘介质薄膜中的纳米锗颗粒的能带是量子化的，随着纳米锗粒子平均尺寸的减小，其吸收带隙增加，吸收带边蓝移的程度相应增大。用有效质量近似模型讨论了量子尺寸效应和介电限域效应对纳米锗颗粒电子结构的影响。

锗纳米镶嵌薄膜的电致发光及其机制

采用射频磁控溅射技术 ,在Ge纳米镶嵌薄膜的基础上制备出电致发光器件。器件的结构为半透明Au膜 /Ge纳米镶嵌薄膜 /p Si基片。当正向偏压大于 6V时 ,用肉眼可以观察到可见的电致发光 ,但在反向偏压下探测不到光发射。所测电致发光谱中只有一个发光峰 ,峰位在 5 10nm ( 2 .4eV ,绿光 ) ,并且随着正向偏压的升高 ,峰位不发生移动 ;对于不同温度退火的样品 ,峰位也保持不变。

锗纳米线的制备与生长机理

介绍了锗纳米线在制备技术、生长机理方面的研究现状与最新进展,主要对溶剂热合成法、化学气相沉积(CVD)法、模板法和激光烧蚀法等制备方法和金属催化气-液-固(VLS)生长机理、氧化物辅助生长机理等作了较为详尽的论述。

一维锗酸盐纳米材料的合成及应用

一维锗酸盐纳米材料具有良好的光催化、传感、电学及光学特性,在纳米光催化、纳米光学、纳米电学及传感领域具有很好的应用潜力。本文综述了一维锗酸盐纳米材料的合成、性能及应用的研究现状与最新进展情况,重点讨论了利用热蒸发、水热法、化学气相沉积等方法合成锗酸盐纳米线、纳米棒与纳米带以及一维锗酸盐纳米材料在磁性器件、电化学传感器、光催化及锂离子电池方面的应用进展情况,同时指出了一维锗酸盐纳米材料的发展方向。

水热沉积锗纳米棒的生长机理

以锗、二氧化锗为锗源,于400℃和7.1～8.0MPa的水热条件下在铜片上沉积出了单晶锗纳米棒。对不同金属基片作为衬底的实验结果表明铜片衬底在纳米棒的形成过程中起到了重要作用,对二氧化锗、锗分别作为原料的实验结果表明二氧化锗在锗纳米棒的形成过程中起到了关键作用,提出了锗酸铜辅助生长机理,初步解释了水热沉积锗纳米棒的生长过程。

锗纳米针状结构的制备与表征

以锗、二氧化锗为原料,铜片为沉积衬底,通过水热沉积过程制备出了锗纳米针状结构。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等检测手段对样品进行了分析与表征。结果表明,样品具有典型的针状特征,其长度大于10μm,由单晶锗和无定形锗氧化物外层所组成。运用金属催化气-液-固和氧化物辅助生长机理,解释了锗纳米针状结构的形成与生长。

2q锗纳米材料制备中产量与水层的关系研究

研究激光烧蚀水面下的块体锗靶.研究结果表明,激光烧蚀锗的产量(烧蚀率)随锗基板表面水层厚度变化而变化.对单个激光脉冲为60 mJ能量时,烧蚀出的锗溶液浓度在水层为1.2 mm时最高.它揭示在水约束条件下存在一个最优水层厚度,诱导出的等离子体具有最强的冲击力,这种高压、高温等离子体导致最高的烧蚀率.对各水层厚度下烧蚀的锗颗粒粒径做了分析,得到锗纳米粒径随水层厚度增加而单调减少.XRD表明立方单晶锗经激光烧蚀后成为面心立方多晶锗,且含有亚稳相GeO.

锗纳米线的性能与应用

重点分析讨论了锗纳米线在电学、光学、光电导等特性及其在场效应晶体管制造方面的研究应用现状与最新进展。综合分析表明,未经处理的锗纳米线表面存在一层氧化物及缺陷,与电极连接时欧姆接触性能较差,在制备锗纳米线器件以前必须对锗纳米线表面进行钝化以便沉积电极;对锗纳米线进行掺杂可以改善Ge纳米线的性能,制造出实用Ge纳米线器件。指出在一根纳米线上生长硅/锗半导体纳米线形成硅/锗半导体界面,直接用单根纳米线制造具有完整功能的电子器件是将来重要的研究方向。

Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致发光机制研究

用射频磁控溅射法制备了锗/氧化硅纳米多层膜,在室温下测量了Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致发光。利用位形坐标模型分析了锗/氧化硅纳米多层膜的发光中心,并用量子限制-发光中心模型对该纳米结构的电致发光过程作了研究,研究表明锗/氧化硅纳米多层膜的电致发光主要来自SiO2层的发光中心。

表面修饰对硅锗合金纳米线的内部键长分布及能带影响的机理研究

采用密度泛函第一性原理方法,研究了三种不同官能团修饰对硅锗<111>方向纳米线内部键长分布的不均匀性及能带影响,计算结果表明CH 3修饰加剧了键长分布不均性,与其它两个官能团相比,键长峰值弱化,键长范围扩大,也就是键长发生了再分布,F修饰对键长表现出了拉力效应,但并没有引起键长的再分布.同时,通过计算电子性质,以H修饰纳米线为参考,因不同官能团修饰对键长不均匀性的影响不同,使能带Z点位置下移幅度不同,CH 3修饰纳米线下移幅度最大,F次之,H修饰的下移幅度最小,这为利用不均匀性调控电子结构提供了理论依据.

水热条件对锗酸铜纳米线花形成的影响

分析了水热温度、保温时间对锗酸铜纳米线花形成的影响。结果表明水热温度对锗酸铜纳米线花的形成有着重要作用。保温时间为1 h时,随着水热温度降低至200℃,纳米线的直径增加,样品中的单斜锗酸铜晶相消失,由纯斜方结构的锗酸铜晶相构成。250℃时,随着保温时间增加,锗酸铜纳米线花中的纳米线直径、长度均有所增加,保温时间增至6 h后,样品为自由分布的锗酸铜纳米线。

锗/氧化硅纳米多层膜的电致黄光发射研究

通过射频磁控溅射法制备了锗/氧化硅纳米多层薄膜.测量到了来自Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致黄光发射,并发现该纳米结构具有整流特性.