纳米技术在提高热电材料性能上的应用现状及发展趋势

综述了形成超晶格结构、纳米线(或纳米管)和纳米复合结构3种纳米技术在提高热电材料性能(ZT值)上的研究现状、存在的困难及发展趋势,同时指出纳米技术在提高热电材料性能上的应用还需要进一步完善理论模型,优化样品制备的实验手段,了解材料微观结构以及确定结构与性能之间的关系。

热氧化法合成ZnO纳米带及其光电特性研究

应用低于锌熔点的低温金属固态热氧化的方法，并结合金催化作用，成功地在金属锌基底上自发生长出了氧化锌纳米带阵列。应用X射线衍射，扫描电子显微镜，高分辩电子透射显微镜等技术对产物进行了观察研究。研究结果表明，金对纳米带形成具有明显的促进作用。合成的氧化锌纳米带的长度范围为6—14μm，厚度约为40nm，宽度范围为100～150nm，其顶部没有发现明显的金颗粒。XRD结果表明纳米带晶体结构为六方结构的ZnO，合成的纳米带的相结构很接近于无催化剂合成的ZnO纳米线。高分辨透射电镜观察显示部分纳米带结晶良好。通过对生长的氧化锌纳米带进行的光致发光（PL）测试，表明在PL光谱中可以看到紫外区，绿光波段有两个主要的峰。

载三氧化二砷纳米微粒对胰腺癌腹水抑制效应的实验研究

目的探讨用纳米载体包裹的三氧化二砷（As2O3）在荷胰腺癌SCID小鼠体内的分布及对腹水生成和存活时间的影响。方法用超声乳化法制备载As2O3乳酸羟基乙酸共聚物纳米微粒（As2O3-NPs）,用体外释药方法研究其释放特性。于小鼠右前腋下接种SW1990细胞12d后,静脉给As2O3-NPs5.0mg/kg体重,采用高压液相色谱法（HPLC）测定血浆、正常和肿瘤组织中As2O3含量。观察不同浓度As2O3-NPs对腹水生成的抑制作用。观察10.0mg/kg体重As2O3-NPs处理的胰腺癌小鼠的存活期、体重、腹腔渗透性及腹水中凋亡细胞的变化。结果As2O3-NPs直径为（210±23）nm,含药量为29%（重量比）,体外释药速度明显慢于单纯的As2O3。As2O3-NPs在体内呈浓度依赖性抑制腹水形成,减少腹膜的通透性,增加腹水内凋亡细胞量,延长荷瘤小鼠的存活时间。结论As2O3-NPs具有明显的缓释药物功能,能有效积聚在肿瘤组织,并抑制癌性腹水生成,是一种有希望的抗肿瘤药物。

液相制备纳米金属粉的粒度及形貌控制研究进展

纳米金属粉的粒度和颗粒形状决定其性能和应用,粒度和形貌的控制对纳米金属粉的制备至关重要。主要从纳米金属粉的粒度可控制备、形貌可控制备和复合结构纳米金属粉的制备3方面阐述了液相制备纳米金属粉的粒度和形貌控制研究现状;并总结了液相制备纳米金属粉的粒度和形貌控制作用机理。

微型热电器件研究进展

历经了30年的低谷期后,伴随着新型热电材料的出现及增大材料优值系数ZT新思路的提出,热电材料和器件这一研究领域开始了复兴。由于自身的诸多优点,微型热电器件已成为该领域的研究热点。作为新型的热电器件,微型热电器件在发电、制冷和传感器等领域获得了重要应用。综述了微型热电器件在应用、结构和制备技术方面的研究进展。

半导体热电材料BI_(1-X)SB_X薄膜的电化学制备

B I1-XSBX半导体合金是性能优异的热电和磁电功能材料,为制备固态电制冷器件、温差发电器件和磁电器件的重要材料。电化学沉积薄膜技术工艺设备简单成本低,在半导体薄膜制备方面有很好的应用前景。系统研究了高浓度盐酸(2.4 MOL/L)的B I和SB盐酸溶液,成份从纯铋逐步变化到纯锑的B I1-XSBX合金半导体薄膜电化学沉积特性。测试了沉积过程I-V循环曲线和和沉积电荷效率等电化学参数。结果表明在所有成份范围内都可以得到典型的B I1-XSBX固溶体结构的高质量薄膜。薄膜生长为典型的溶液扩散控制过程,具有高的沉积电荷效率。薄膜沉积和溶解之间的电位差随溶液中SB(Ⅲ)离子浓度增加而增大,生长的薄膜越来越稳定。在30%SB浓度附近,电化学过程、薄膜结构和性能发生明显的突变。应用X射线衍射和电子显微镜研究薄膜结构,发现薄膜具有明显的(012)择优取向,薄膜晶粒尺寸也随SB浓度的增加而变化。

溶液中盐酸浓度对电化学沉积热电材料Bi_(1-x)Sb_x薄膜结构的影响

以电化学和络合物化学理论为依据在室温条件下,采用恒电流电化学沉积技术直接在镀金硅基底上制备了热电材料Bi1-xSbx薄膜,探讨了溶液中盐酸浓度改变对沉积膜的影响。利用SEM、EDS和XRD对膜的微观表面形貌、组成和相结构进行了表征。研究发现,生长的Bi1-xSbx膜形貌、晶粒大小和结构都与溶液中盐酸浓度有关。

SiO_2纳米颗粒对电化学沉积半金属Bi膜的影响

研究了S iO2纳米颗粒对电化学沉积半金属B i膜沉积过程和膜形貌、结构的影响。利用I-V循环扫描曲线分析了未掺与掺入S iO2纳米颗粒后薄膜沉积过程的电化学特性,应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对膜的微观表面形貌及相结构进行了表征。实验结果表明,加入S iO2纳米颗粒引起电沉积过程中还原电势向正电位方向移动,使B i3+离子的还原沉积更容易,但不对B i膜的溶解电位产生明显影响。加入S iO2纳米颗粒后能显著影响沉积膜的形貌,具有明显细化晶粒的效果。总之,S iO2纳米颗粒的加入及加入量显著影响B i膜的电化学沉积过程和形貌、结构。

半导体热电材料Bi_2Te_3膜的电化学制备

研究了不同沉积电位对电化学生长半导体热电材料Bi2Te3膜沉积过程、膜形貌、结晶性及相结构的影响。利用I-V循环扫描曲线分别研究了纯Bi3+、纯Te4+及其两种离子的混合溶液电化学特性;应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)对膜的微观表面形貌、相结构及成分进行了表征。研究表明:生长的样品为斜方六面体(rhombohedral)晶体结构的Bi2Te3,薄膜表面平整致密,为明显的柱状晶结构,具有(110)择优取向;沉积电位越接近还原峰最大电流处,膜的生长电荷效率越高,薄膜结晶性也越好。