一维纳米结构氧化锌材料的气相沉积制备及生长特性研究

ZnO是一种可用于室温或更高温度下的紫外发光材料,纳米结构的ZnO(如单晶薄膜、纳米粒子膜、纳米线和纳米带等)则更是在紫外激光发射领域显示了独到的优势,被认为是有望构造短波长半导体激光器的理想材料.本文对一维ZnO纳米结构(纳米线、纳米管和纳米带)的真空物理气相沉积制备技术及生长机理进行了初步探讨.

用气液固相互反应方法生长线状硅晶研究

以SiH4为生长气源，利用VLS（气相一液相一固相）互反应生长机制，在RT－CVD生长设备上通过向（111）硅衬底表面引入Au，生长出长达数个微米而直径小于1μm的垂直于衬底表面的线状晶体。对生长出的线状晶体作了扫描电镜观察，并分析讨论了生长的异常现象。

一维ZnE(E=S，Se)纳米结构的气相合成

在NiE(E=S,Se)纳米粒子辅助下,采用CVD方法,在NiE(E=S,Se)-Zn系统中成功生长出立方闪锌矿结构一维ZnE(E=S,Se)纳米线。生长的ZnSe和ZnS纳米线长度达几十微米,具有接近理想化学计量比的成分和较高的结晶质量。研究表明,ZnE纳米线生长过程中,ZnNi合金充作实际的催化剂,生长遵循氧化还原反应助VLS机理。基于此机理,通过调控NiE纳米粒子的尺寸可以有效控制ZnE纳米线的直径。

前驱体法制备氮氧化硅纳米线及其光学性能研究(英文)

在Ni催化剂的存在下,通过SiCl4的水解氨解反应并在1300℃氨气气氛中进行热氮化处理制得了无定形氮氧化硅纳米线。产物经X射线衍射(XRD)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能量色散谱(EDS)和选区电子衍射(SAED)等表征手段进行分析,结果表明纳米线为无定形结构,直径为100-150nm。在波长为220nm的光激发下,产物的光致发光光谱(PL)在563nm和289nm处分别出现了一个强的绿光发光峰和一个弱的紫光发光峰。对纳米线的生长机理进行分析,表明纳米线的生长遵循气-液-固(VLS)机制控制模式。

SnO_2纳米结构的制备及发光特性

以Sn为源,在恒温1 000℃条件下,利用碳热蒸发方式,选取不同的退火时间,在溅射Au膜的Si衬底上生长出不同形貌的SnO2纳米结构。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对纳米结构进行表征,结果表明,Si衬底上生长的是具有金红石结构的SnO2纳米结构,此外用光致发光(PL)对样品进行测试,研究其发光特性,发现397 nm的发光峰是由结构缺陷或者发光中心如纳米晶粒和缺陷造成的,585 nm的发光峰是氧空位缺陷引起的。在此基础上对SnO2纳米结构的生长机制进行分析,发现其遵从VLS生长机制。在恒温条件下,退火时间对SnO2纳米结构的形貌有重要影响,因此可以通过选择不同的退火时间实现SnO2纳米结构的可控生长,得到性能良好的纳米结构。

CVD制备SiO_x纳米线的各个生长阶段的直接实验证据

在纳米线的制备中,气-液-固(VLS)生长机制得到了人们的广泛认可,但该机制的很多细节还停留在模型阶段.依托实验室自行设计的一台生长条件高度可控的高温化学气相沉积(CVD)系统,采用较为简便的方法,直接在Si片衬底上制备出了SiOx纳米线.通过严格控制实验参数,用离位观测捕捉到了纳米线的催化、形核和长大的一系列过程及其相关细节,并发现纳米线从细到粗的气-液-固(VLS)生长机制.讨论了气-液-固(VLS)机制中气态Si原子的来源以及纳米线的催化、形核和长大过程中的纳米曲率效应和"纳米熟化"现象,取得了对SiOx纳米线VLS催化生长机制的理解的突破.

GaSb纳米线的CVD可控制备及其光学表征

采用CVD法合成Ga Sb纳米线,并分析生长时间对其长度的影响,随后对其进行光学表征.实验过程中,分别采用喷金法和滴金法对硅片进行预处理,再置于相同条件下制备Ga Sb纳米线;之后对其进行表征分析,根据扫描电子显微镜(SEM)表征结果证实,两种方法制备的纳米线都满足VLS生长机制.且发现Ga Sb纳米线的生长长度,可以通过改变其生长时间来进行控制.通过该纳米线的透射电子显微镜图(TEM)、X射线衍射图(XRD)等结构表征,表明该纳米线为结晶品质优良的立方闪锌矿结构;同时,从Ga Sb纳米线的拉曼光谱(Raman)及光致发光谱(PL)可以反映该纳米线具有优良的光学性质.由此证明,采用CVD法制得的纳米线光学性质优异,且可以实现可控制备.