氮化镓低维纳米结构的制备与表征

主要是以氧化镓为原料，通过气相沉积法，制备出GaN纳米线和纳米带.通过X－射线衍射(XRD)，扫面电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等测试手段对其形貌进行了表征和分析.研究了实验过程中工艺条件的改变对所制备GaN纳米结构形貌特征的影响.对两种GaN纳米材料的拉曼散射光谱进行了分析.     

氮化温度对有机沉淀法制备GaN纳米粉体的影响

首次报道了以硝酸镓（Ga（NO3）3）为原料,采用有机沉淀法在碱性条件下制备出含Ga的前驱体,将该前驱体在950-1 050℃之间利用氨气（NH3）直接氮化合成了GaN纳米粉体,并利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和光致发光（PL）技术对所制备的GaN纳米粉体分别进行了物相组成、显微形貌和发光性能分析.结果表明：有机沉淀法制备的含Ga前驱体粉体在不同氮化温度下均生成了高纯度六方纤锌矿型GaN纳米粉体,其粒径小于100 nm,且均匀分散;随着氮化温度的增高,GaN纳米粉体的颗粒度下降,结晶度增强;1 050℃氮化合成的GaN纳米粉体发光性能最优异.     

Nd掺杂YF_3截角八面体微纳米晶体的合成与表征

通过一种简单的水热方法制备Nd掺杂YF3截角八面体微纳米晶体.用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM）等对产物的形貌和晶体结构进行表征.结果显示,利用水热法可以成功制备大量的、形貌相同的、Nd掺杂YF3截角八面体微纳米晶体.同时,简单研究了Nd掺杂YF3截角八面体微纳米晶体形成机理及光学性能.     

表面活性剂存在下HEPES缓冲溶液中制备纳米金颗粒

常温下HEPES缓冲溶液可还原HAuCl4的水溶液直接制备纳米金溶胶.当加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或聚乙二醇（PEG）,可得到形貌大小不同的纳米金颗粒.通过X-射线衍射,透射电镜以及选区电子衍射等手段对其进行了表征,并利用紫外-可见光谱研究了纳米金颗粒形成的反应动力学.结果表明：在常温下搅拌几分钟就可以得到纳米金颗粒,并且表面活性剂对纳米金颗粒的形貌和大小起着重要的作用.     

硫化铋纳米晶的水热合成及表征

在低温水热条件下,以BiCl3、Na2S2O3（或Na2S、硫脲）为反应物,制备了硫化铋（Bi2S3）纳米晶.用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及纳米粒度测定仪对样品的结构及形貌进行了表征分析.结果表明,所得样品为正交晶系的Bi2S3纳米晶,形貌主要为纳米棒;同时硫源、反应温度及反应时间会影响样品的粒径.     

二硫化钼纳米颗粒的制备与润滑性能研究

利用超声化学方法制备的类球形三氧化钼（MoO3）纳米颗粒为前驱物,采用在氧气氛下的硫化还原反应制备纳米二硫化钼（MoS2）粉体。纳米粉体颗粒的形貌、几何特征和尺寸等通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和透射电子显微镜（TEM）进行表征,用x-ray射线衍射（XRD）和能谱分析（EDX）分析物质的结构及成分。将制备出的类球形纳米级MoS2作为添加剂,添加到基础油中。通过仪器测试其在不同载荷下的摩擦系数,与基础油的摩擦系数进行对比,研究纳米MoN对复合润滑油润滑性能的影响。结果表明：MoS2纳米颗粒能够显著提高润滑油的润滑性能。     

六方相NaEuF4纳米纺锤体和纳米棒的水热控制合成

通过一种简单的水热方法,在较低的温度下合成了六方相NaEuF4纳米纺锤体和纳米棒.通过对F^-/Eu^3＋摩尔比、母体溶液pH值和反应时间的控制,实现了对产物形貌的控制合成.用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨电子显微镜（HRTEM）等对样品的形貌和晶体结构进行表征.结果显示,反应条件对其形貌和尺寸的影响很大,添加的螯合剂EDTA对产物形貌和纯度至关重要.用稳态荧光光谱仪分析其光学性能,在室温下观察到了橙色和红色发光.     

气相沉积法制备单分散Cu纳米颗粒模板

针对纳米颗粒极易团聚而导致纳米材料失去特有功能的问题,鉴于常规物理、化学法无法彻底分散纳米颗粒的现状,创新性地运用了气相沉积法,提出了一种有效制备单分散Cu纳米颗粒模板的方法.该方法通过改变恒温时间、温度以及气体流速,制备了不同粒径、不同分散状态的单分散Cu纳米颗粒模板;运用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）对样品分别进行了微观形貌观察和化学成分分析.结果表明：恒温时间、温度、气体流速对颗粒尺寸、分散密度、覆盖率和粒度均匀性都有一定的影响.     

聚阴离子电解质纳米粒子的制备及其表征

探索了一种新的聚阴离子电解质基（海藻酸钠、果胶和羧甲基壳聚糖）的纳米粒子的制备方法.该方法不涉及任何有机溶剂和表面活性剂,并且能够很好的控制聚阴离子电解质基纳米粒子的形貌及粒径.应用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观测了干态纳米粒子的形貌;采用扫描电镜在低真空下以环境扫描模式（ESEM）表征了湿态纳米粒子的形貌,利用纳米粒度仪测定了纳米粒子的粒径及其分布.结果表明,在含有Ca^2＋和CO3^2-的水溶液中,聚阴离子电解质可以自组装成形状规整且分散性好的纳米粒子.     

水热法合成RMn2O5(R=Eu,Tb,Dy,Ho)微纳米粉体

采用水热法,以KMnO4和Mn（NO3）2为锰源,在250℃反应18 h合成了EuMn2O5、TbMn2O5、DyMn2O5和HoMn2O5微纳米粉体,利用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对产物的结构和形貌进行了表征.结果表明,所制备的RMn2O5（R=Eu,Tb,Dy,Ho）均为正交相结构,反应时间对产物的形貌和尺寸有重要的影响.此外,通过实验结果分析了微纳米结构的形成机理.     

Modeling the open circuit output voltage of piezoelectric nanogenerator

Piezoelectric nanogenerators(NGs)have been developed for converting mechanical energy into electric energy using ZnO,GaN,ZnSnO3,and PZT nanowires.Due to the unique polarity and non-central symmetry of the wurtzite structure,a composite made of using the conical shaped nanowires are used as a simple,cost-effective,and scalable nanogenerator.Based on the finite element methods,the output voltage of the nanogenerator is modeled numerically.The key factors:the spatial location of nanowires,length and dip angle of nanowires,thickness of NG devices,and the physical properties of the polymer inside NGs,which affect the output voltage are studied.The results provide guidance for optimization the output of piezoelectric nanogenerators.     

钼氧化物/聚合物同轴纳米线的制备与表征

利用水热法首先合成三氧化钼纳米线,然后通过原位聚合法在三氧化钼纳米线表面分别进行导电聚合物聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)和聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)的包覆,而得到三氧化钼/聚合物同轴纳米线的方法,并利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、紫外可见光谱等手段对其进行了表征和分析,结果表明,聚合物包覆后的同轴纳米线形貌保持良好,并在光电效应应用方面有着较大潜力。这种原位聚合的方法同样可以被应用于其他聚合物包覆结构材料的合成。     

SiC纳米线的合成与表征

以葡萄糖、硅粉为原料,采用水热法与焙烧结合成功地制备出一维SiC-SiO2纳米线,与常规SiC纳米线的制备方法相比,该法焙烧温度低,操作简单.运用红外特征光谱、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)对其研究.结果表明:所制得的纳米线为SiC-SiO2复合的核-壳结构,SiC纳米线的外层均匀地包覆上了一薄层SiO2.纳米线长度几到几十微米不等,直径200 nm左右,球形纳米颗粒生长在纳米线上,这些球形颗粒为碳化硅和无定形硅氧化物.根据试验结果,分析了该方法制备SiC纳米线的生长机理为气-液-固反应.     

Enhancement of optical characteristic of InGaN/GaN multiple quantum-well structures by self-growing air voids

InGaN/GaN multiple quantum-well(MQW) structures with a wavelength range of green were successfully grown on a c-plane GaN template with SiO_2 stripe patterns along the [11-20] and [1-100] directions as a mask. The surface morphologies of both samples were investigated using scanning electron microscopy and demonstrated anisotropic growth characteristics of GaN. The optical characteristics were investigated using Raman spectra and photoluminescence(PL). The InGaN/GaN MQW structure grown on the GaN template with SiO_2 stripes along the [1-100] orientation exhibited less stress and higher PL intensity.Transmission electron microscopy results indicated that portions of MQWs were grown on an inclined semipolar plane, and air voids occurred only when the direction of the mask stripe was along the [1-100] orientation. The enhancement of the optical characteristic was due to the air-void structure and inclined semipolar quantum-well sidewalls.     

GaN PIN betavoltaic nuclear batteries

GaN PIN betavoltaic nuclear batteries are demonstrated in this work.GaN epitaxial layers were grown on 2-inch sapphire sub-strates by MOCVD,and then the GaN PIN nuclear batteries were fabricated.Current-voltage(I-V)characteristic shows that the small leakage currents are 0.12 nA at 0 V and 1.76 nA at 10 V,respectively.With 147Pm the irradiation source,the maximum open circuit voltage and maximum short circuit current are 1.07 V and 0.554 nA,respectively.The fill factor(FF)of24.7%for the battery was been obtained.The limited performance of the devices is mainly due to the low energy deposition in the microbatteries.Therefore,the GaN nuclear microbatteries are expected to be optimized by growing high quality GaN films,thin dead layer and so on.     

Mechanical properties of Mn-doped ZnO nanowires studied by first-principles calculations

First-principles calculations were performed to investigate the mechanical properties of ZnO nanowires and to study the doping and size effects.A series of strains were applied to ZnO nanowires in the axial direction and the elastic moduli of ZnO nanowires were obtained from the energy versus strain curves.Pure and Mn-doped ZnO nanowires with three different diameters (1.14,1.43,and 1.74 nm) were studied.It is found that the elastic moduli of the ZnO nanowires are 146.5,146.6,and 143.9 GPa,respectively,which are slightly larger than that of the bulk (140.1 GPa),and they increase as the diameter decreases.The elastic moduli of the Mn-doped ZnO nanowires are 137.6,141.8,and 141.0 GPa,which are slightly lower than those of the undoped ones by 6.1％,3.3％,and 2.0％,respectively.The mechanisms of doping and size effect were discussed in terms of chemical bonding and geometry considerations.     

In、Sn共掺杂ZnO纳米线的制备及其气敏性能研究

为了改善纯ZnO纳米线的气敏性能,采用物理蒸发法制备出In、Sn共掺杂的ZnO纳米线,利用XRD、SEM、TEM对产物的形貌、结构进行表征,采用CGS-1TP智能气敏分析系统对其进行酒精气敏性能测试.结果表明,制备出的In、Sn共掺杂ZnO纳米线具有六方纤锌矿结构,平均直径约为80nm,In元素与Sn元素的掺杂量分别为0.12%和1.1%.在最佳工作温度225℃条件下,对气体浓度为400ppm的酒精蒸气的灵敏度S(Ra/Rg)为39.06,响应-恢复时间分别为9s和5s,比同等测试条件下纯ZnO纳米线的灵敏度提高63.9%,响应-恢复时间分别缩短1s和2s.     

电化学模板法制备金属Ni纳米线阵列的研究

采用电化学模板法在恒电位（-0.8V）下沉积10h成功制备了磁性金属Ni纳米线及其阵列结构。利用SEM、TEM、XRD对其微观形貌和晶体结构进行了表征,结果表明,纳米线阵列规整,排列紧密,纳米线长48μm,直径300nm,长径比160,阵列刚性较大,没有发生倒伏;制得的Ni纳米线具有多晶的面心立方结构,晶面指数为（111）,（220）,（200）。通过控制电沉积的时间,制备出不同长度的Ni纳米线,分析了电沉积时间对纳米线长度的影响。