“中国-澳大利亚功能纳米材料联合实验室”揭牌

2009年7月25日，“中国-澳大利亚功能纳米材料联合实验室”揭牌仪式在厦门大学隆重举行．福建省科技厅、厦门市科技局、厦门大学有关领导和联合实验室主任朱贤方教授以及澳大利亚昆士兰大学副校长、澳大利亚研究理事会功能纳米材料中心主任逯高清院士出席仪式，共同为“中国-澳大利亚功能纳米材料联合实验室”揭牌．

中国-澳大利亚功能纳米材料与界面论坛在厦门大学召开

2007年12月21～22日，中国一澳大利亚功能纳米材料与界面论坛（China-Australia Symposiumon Functional Nanomaterials and Interfaces）在厦门大学隆重召开．会议由厦门大学中国一澳大利亚功能纳米材料联合实验室、物理系、固体表面物理化学国家重点实验室及材料学院与澳大利亚研究理事会功能纳米材料中心联合承办．本次论坛是目前在厦门大学举行的纳米领域规格最高的多学科交叉盛会，与会代表包括澳大利亚联邦教授、院士及中国科学院院士十余名．

电阻热蒸发与磁控溅射对制备二维银纳米阵列的影响

利用纳米球刻蚀法制备二维银纳米阵列的过程中,不同的物理气相沉积方法得到的银纳米阵列结构形貌不同。其中电阻热蒸发沉积得到完整三角形状的二维银纳米阵列,而磁控溅射沉积得到蜂窝状银纳米阵列。同时在沉积过程中通过改变金属粒子沉积方向也可获得结构不同的银纳米阵列,其中将基片固定,使蒸发源垂直沉积时制备出的二维银纳米阵列更加致密、完整。最后吸收光谱验证了采用电阻热蒸发垂直沉积时得到结构完整且面积较大的银纳米阵列,以上研究为二维银纳米阵列的应用提供了条件。

聚焦电子束辐照诱导单晶Si纳米线的选择性非晶化和新型同轴结构的形成

使用改进的原位透射电镜观察技术研究了室温下单晶Si纳米线在聚焦电子束辐照下的结构不稳定性。实验发现辐照区域内单晶Si纳米线外层会优先非晶化且局部径向膨胀,并随辐照剂量增加进一步形成新型3层包裹同轴结构等一系列有趣的变化。传统knock-on机制和电子束热效应并不能完全解释上述实验现象,然而利用最近提出的纳米曲率效应和电子束非热激活效应则能得到较好的解释。

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.

聚焦电子束诱导碳沉积实现纳米线表面可控修饰

作为一种典型的准一维纳米材料,纳米线具有纳米材料所特有的小尺寸效应或纳米曲率效应,经表面修饰的纳米线一般具有不同于普通纳米线的特殊性质.利用实验室发展成熟的透射电子显微镜原位辐照技术,以透射电子显微镜中残留的有机气体分子为前驱体,成功地在纳米线表面可控沉积了非晶碳纳米颗粒和碳纳米棒,以及局域凸起的非晶碳膜并形成局域肿大的同轴结构.实验结果表明,该方法能够方便地通过控制聚焦电子束的束斑尺寸、辐照方式、辐照时间以及辐照位置等参数,在纳米线表面精确可控地沉积各种非晶碳纳米结构,从而实现纳米线的表面可控修饰.对聚焦电子束辐照下基于纳米线的各种碳纳米结构的可能沉积机理作了进一步地探索,并针对透射电子显微镜中如何减少因电子束辐照诱导非晶碳沉积造成的样品污染提出了几点建议.

聚焦电子束诱导SiOx纳米线表面碳沉积的分形生长

电子束诱导沉积技术已被证实可以实现各种材料的分形生长,但是目前尚未发现聚焦电子束辐照下低维纳米结构表面未受辐照位置的分形生长现象,造成了聚焦电子束诱导分形生长机理研究的空白与片面性.以透射电子显微镜中残留的有机气体分子为前驱体,室温下利用高能聚焦电子束辐照,研究了一维非晶SiOx纳米线表面未受辐照位置碳沉积的分形生长.利用高分辨透射电子显微镜对SiOx纳米线表面非晶碳的沉积过程进行原位观察,发现了SiOx纳米线表面未受辐照位置非晶碳的不均匀沉积及分形生长,并捕捉到了碳沉积分形生长过程的细节.同时对聚焦电子束诱导SiOx纳米线表面未受辐照位置非晶碳的不均匀沉积及分形生长机理进行了深入的探索.

电子束诱导单壁碳纳米管不稳定性的新观察

利用透射电镜在室温下对不同形态的单壁碳纳米管进行了原位电子束辐照研究.研究发现:在相同的辐照条件下随着辐照时间(或辐照剂量)的增加,两端固定的单壁碳纳米管径向收缩,且收缩速率越来越快;相同直径的轴向弯曲的单壁碳纳米管比平直的单壁碳纳米管更加不稳定;一端固定另端自由的单壁碳纳米管轴向收缩,但其直径基本不变.利用单壁碳纳米管纳米曲率效应和能量束诱导非热激活效应,对上述单壁碳纳米管的不稳定性现象进行了新的、合理的解释.

铬过渡层位置及金属沉积角度对纳米球刻蚀法制备二维银纳米点阵结构的影响

利用纳米球刻蚀法制备了二维六角密排三角形银纳米阵列,通过加入铬过渡层并改变其位置和改变金属沉积角度,研究它们对点阵结构的影响.实验发现,加入铬过渡层所形成的银纳米点阵结构较无铬层有很大改善,三角形角部更加尖锐,更能满足传感器对信号检测的要求.同时,该过渡层应蒸镀在模板球排列之后,才能获取更大面积的二维银纳米点阵结构.在沉积角度对制备二维银纳米点阵的影响的实验中,基片没有旋转,采用垂直镀膜方式更容易得到结构完整、结合较牢固、且面积较大、角部尖锐的二维银纳米点阵.吸收光谱测量进一步验证了铬过渡层对二维银纳米点阵形貌结构的改善作用.这些为下一步的生物修饰以及生物化学传感器的制备提供了先决条件.

原位观察电子束辐照下双壁碳纳米管的不稳定性

室温下利用高分辨透射电子显微镜原位观察了两端固定和一端固定、另一端自由的双壁碳纳米管在电子束辐照下的结构不稳定性.实验发现,在相同辐照条件下,两端固定的双壁碳纳米管首先径向持续均匀收缩,然后局部颈缩,最后在颈缩处断裂;一端固定、另一端自由的双壁碳纳米管轴向长度持续快速缩小,而径向收缩相对缓慢.我们利用最近提出的表面纳米曲率效应和能量束诱导非热激活效应基础上新发展的碳原子"融蒸"和"扩散"机制,对上述电子束辐照下双壁碳纳米管结构不稳定现象进行了全新、合理的解释.

图案化金属铜膜的SIAD法自组装制备

利用新发展的小入射角沉积(SIAD)技术在玻璃衬底上自组装制备了图案化金属铜膜.利用金相显微镜(MM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)/选区电子衍射(SAED)/能量弥散X射线光谱仪(EDX)以及X射线衍射仪(XRD)等技术对所制备的图案化金属铜膜进行了表征.通过分析对比SIAD和垂直入射沉积(NID)铜沉积物的形貌和结构差异,揭示了图案化金属铜膜的形成机理.