单晶AlN纳米线的合成和光致发光特性研究

在无催化剂和模板条件。利用直流电孤放电等离子方法直接氮化金属铝合成纤锌矿结构的单晶AIN纳米线．分别用X光射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（FESEM）对AIN纳米线的结构和形貌进行表征,并测量了AIN纳米线的光致发光谱（PL）．结果表明,A1N纳米线的长度超过100μm,直径大约200nm,具有较高的长径比;在AIN纳米线的PL谱中,中心在506nm的发射带源于氮空位相关的深能级缺陷．     

碳纳米管薄膜的场发射特性研究

碳纳米管薄膜是一种能应用于场发射平面显示器等器件中的新型冷阴极材料。该文用Ni作为催化剂,采用催化热解法在硅片上制备了多壁碳纳米管薄膜场发射阴极,反应气体为乙炔、氢气和氮气。用SEM和TEM分析了其结构,证明了碳纳米管的直径在50~70 nm间。进而采用二极管结构,在优于10-4Pa的真空度下,测试了它的场发射特性,理论分析表明碳纳米管薄膜的场发射实际上来源于突出于薄膜表面的部分碳纳米管顶端。该阴极的开启电场为8 V/mm;在11 V/mm时测试到了最大的发射电流密度2 mA/cm2,满足场发射平面显示器的要求。     

N掺杂SiC纳米线的制备、场发射性能及第一性原理计算

利用简单的化学气相沉积法,首次以固态三聚氰胺(C3H6N6)为N掺杂剂,与Si/SiO2粉体混合,在1 250℃下保温25min,制备出N掺杂SiC纳米线。采用XRD、SEM、元素分析等测试手段对产物的物相和微观形貌进行了表征,并对其场发射性能进行了研究,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对N掺杂前后SiC纳米线的电子结构进行了计算。结果表明:掺N后的纳米线弯曲程度明显变大,场发射性能显著提高,开启电场值和阈值电场值由原来的3.5V.μm-1和6.6V.μm-1分别降低为2.6V.μm-1和5.5V.μm-1。此外,第一性原理计算表明,掺N后的纳米线禁带宽度明显变窄,使电子从价带向导带过渡时需要更少的能量,从理论上解释了N掺杂SiC纳米线场发射性能增强的原因。     

基于银纳米线的柔性电极

银纳米线是一种制备柔性电极的理想材料.本研究采用喷涂方法,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)衬底上制备方阻为33Ω/sq、λ=620 nm处光学透过率为87%的银纳米线透明导电薄膜.所制备薄膜在空气中具有较好稳定性,其方阻在46 d内未发生明显变化.弯曲测试结果表明,在纳米线结处的应力影响下,薄膜方阻先增大后保持相对稳定.将制备的银纳米线透明导电薄膜作为阴极,成功制备了红光CdS@ZnS量子点发光二极管,表明喷涂法制备银纳米线柔性电极可行,可为制备稳定的银纳米线柔性电极提供一种简单、低成本、可大规模生产的方法.     

一种类石墨材料的场发射性能

采用(CVD)法制备了一种类石墨材料,用场发射扫描电镜(FESEM)和Raman光谱对其形貌和结构进行分析,发现表面形貌为花瓣片状结构,边缘具有突出尖端。采用二极结构对其场发射性能进行测试。结果表明当外加电场1.7 V/μm时获得了μA级的发射电流;当电场为4 V/μm时,电流密度达到1.85 mA/cm2;开启电场为2.5 V/μm,最高工作电压为8×103 V到104 V。     

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。     

悬浮区域熔炼法制备LaB6单晶体与发射性能研究

稀土六硼化物(rare earth hexaboride,REB₆)作为热电子发射阴极材料已经应用于各种电子发射器件中,技术的发展对REB₆单晶阴极材料的电子发射和力学性能提出了更高的要求. 掺杂稀土元素能改善发射性能,加入过渡族金属二硼化物(transition metal boride,TMB₂)形成共晶复合材料可以提高力学性能. 采用区域熔炼法制备的掺杂REB₆单晶和REB₆与TMB₂定向凝固共晶复合材料都是极具应用前景的大尺寸阴极材料. 首先,总结了二元REB₆的晶体结构和热发射性能,包括晶体取向和稀土元素对REB₆单晶热发射性能的影响. 然后,综述了掺杂和复合REB₆的研究进展,重点总结了材料的性能,从实验和计算结果出发探讨了影响性能的因素.

     

沉积在硅尖上的氮化硼薄膜的场发射特性

利用射频磁控溅射方法,在硅尖上沉积了氮化硼（BN）薄膜．红外光谱分析表明,BN薄膜结构为六角BN（h-BN）相（1380cm^-1和780cm^-1）．在超高真空系统中测量了BN薄膜的场发射特性,与沉积在硅片上的BN薄膜比较,沉积在硅尖上的BN薄膜的场发射特性明显提高．开启电场为8V／μm,最高发射电流为300μA／cm^2．沉积在硅尖上的BN薄膜的场发射FN曲线为两段直线,这可能是由于电子发射源于硅尖的尖部和根部造成的．     

金刚石薄膜的强流脉冲发射特性

采用微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）技术以不同气源在优化的工艺条件下制备不同类型的金刚石薄膜作为强流脉冲电子发射阴极材料,用SEM、AFM、FTIR和Raman光谱分析不同金刚石薄膜的组成结构,用2MeV直线感应型强流电子注入器平台检测强流脉冲发射特性。结果表明,不同类型的金刚石薄膜均具有较强的脉冲电子发射能力,发射电流密度均可达70A／cm^2以上;各膜材的发射电流密度和稳定性相差很大,相对而言,以如＋CO2＋CH4＋B2H6制备的掺B微米金刚石薄膜能获得的初始电流最大,达到115A／cm^2,其多次脉冲发射稳定性也较好,波动范围在33％以内,且能保证发射电流密度均在84A／cm。以上,是有希望的强流多脉冲电子发射阴极候选材料。     

氨气退火对ZnO纳米线阵列光致发光性质的影响

采用水热方法在Si（100）衬底上制备ZnO纳米线．利用提拉法在Si衬底上首先制备ZnO晶种层,然后利用水热法在晶种层上生长ZnO纳米线．在不同温度下的NH。气氛中,对zn0纳米线进行退火处理．系统地研究了NHs退火对ZnO纳米线光学性质的影响,在低温光致发光光谱中观察到了-9氮受主相关的光发射,并通过自由电子一受主辐射复合光发射确定受主离化能为129meV．实验结果还表明,随着退火温度的升高,施主一受主对辐射复合发光呈现了微弱红移现象．在700℃退火的条件下制备的ZnO纳米线的低温PL谱中,观察到较为明显的自由激子光发射,并采用理论拟合进行证明．     

Zn掺杂对SnO_2纳米线的气敏性能的影响

为了提高SnO2纳米线基气敏传感器在实际应用中存在着灵敏度低、选择性差等问题,采用物理热蒸发法制备纯SnO2纳米线和不同质量百分比（7%,8%,9%,10%）的Zn掺杂SnO2纳米线,将制得的气敏基料制备成旁热式气敏元件,应用静态配气法对浓度均为500ppm的无水乙醇蒸汽、CO及CH4分别进行气敏性能测试.实验结果显示,Zn掺杂SnO2纳米线相比纯SnO2纳米线的气敏性能有了明显提高（乙醇提高2.46倍,CO提高13.88倍,CH4提高1.43倍）,并得出无水乙醇气敏性能在工作温度为280℃最高,CO,CH4在300℃最好.当Zn的掺杂比例为质量百分含量为9%时,各种比例材料所制成的气敏元件气敏性能最高.     

锂离子电池负极材料SnO2-Gn-C三元复合物的制备及其电化学性能

通过两步水热法合成了可用作锂离子电池负极材料的二氧化锡-石墨烯-炭（SnO2-Gn-C）三元复合物.采用X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和电化学测试研究了SnO2-Gn-C复合物的晶型结构、形貌和电化学性能,并考察了反应温度和Sn/Gn物质的量比对复合物电化学性能的影响.实验结果显示,SnO2-Gn-C复合物在200mA· g-1电流密度下初始放电比容量达到1 225mA·h·g-1,50次充放电循环后比容量仍有约229mA.h·g-1.SnO2-Gn-C良好的电化学性能主要归结于大比表面积的石墨烯对SnO2纳米粒子的良好分散作用、石墨烯和炭的高导电性以及炭包覆后的复合物充放电时体积效应的显著减小.     

铂纳米线阵列电极对肼的电催化性能

以阳极氧化铝为模板,采用直流电沉积法制备了铂纳米线阵列电极。用扫描电子显微镜,X射线衍射等手段对铂纳米线阵列电极的形貌与结构进行了表征,同时应用循环伏安法和计时电流法测试研究了其对肼的电催化氧化性能.结果表明,铂能够在氧化铝模板孔洞中完整地沉积生长,且纳米线直径与氧化铝模板孔径一致,约为50 nm;铂纳米线阵列电极对肼有明显的电催化活性,且其催化活性与肼浓度及扫描速率有关,肼浓度越大,催化活性越高,当肼浓度为50 mmol/L时,电流密度可达48 mA/cm2,约是铂柱电极的3倍;扫描速率越快,电流密度越大,且与峰电流密度的平方根成正比.铂纳米线阵列电极对肼也具有良好的催化稳定性和耐受性.     

聚乙二醇修饰纳米二氧化锡的制备及气敏特性

以五水四氯化锡为原材料,聚乙二醇为表面包覆剂,用沉淀法制备出二氧化锡纳米粉体.将制得的二氧化锡纳米粉体经过研磨、涂覆、烧结、焊接、老化等步骤即制得旁热式烧结型二氧化锡气敏元件.取少量二氧化锡纳米粉体采用X射线衍射、比表面测试、扫描电镜和透射电镜等测试手段对材料的结构、比表面积和形貌进行了表征;采用静态配气法测试了气敏元件对乙醇、甲醛、丙酮、甲醇等气体的气敏性能.结果表明:制备的二气化锡粉体粒径非常小且均一性比较好,颗粒大小约为5～8nm;比表面积极大,最高达到每克73.29平方米,具有多孔结构,最可几孔径为4.7～6.1nm,多孔结构可形成气体通道有利于气体分子扩散,从而提高气敏性能.通过添加聚乙二醇作为表面包覆剂对二氧化锡进行修饰,提高了二氧化锡材料的气敏性能,研究表明各元件对乙醇、甲醛、丙酮、甲醇等气体都具有很高的灵敏度,具有较大的应用前景.     

Laser tuned field emission of the carbon nanotube arrays grown on an optical fiber

Laser was coupled into an optical fiber,on which covered a layer of well-aligned carbon nanotubes(CNTs)serving as cathode,to tune the field emission of the cathode.CNT arrays as field emission cathode were synthesized by chemical vapor deposition(CVD)on a naked fiber core.When the laser was coupled into the fiber,the turn-on voltage(Vto at a current density of 1 mA cm?2)decreased from 1.0 to 0.9 kV and the emission current density increased from 0.83 mA cm?2(at a 1 kV bias voltage)to3.04 mA cm?2 on 40μm diameter fiber.A photon absorption mechanism is attributed to the field emission improvement.The estimated effective work function of CNT arrays on the optical fiber decrease from 4.89 to 4.29 eV.The results show the possibility of constructing a waveguide type laser modulated field emission cathode.     

大尺度NiS2纳米线的超声喷雾热解制备

以NiCl2·6H2O和硫脲为前驱液,在350℃的玻璃衬底上,通过超声喷雾热解技术与软模板相结合,成功地制备了产率较高的二硫化镍大尺度纳米线．利用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、偏光显微镜分别对产物的物相和形貌进行了表征．结果表明：所制备的NiS2纳米线沿（200）晶面具有明显的取向生长,长径比约为25：1,并对其生长机理做了初步的探讨．     

共沉淀法制备LaF3表面修饰LiNi1／3C01／3Mn1／302及性能研究

以LiNi1／3CO1／3Mn1／302为正极材料,采用共沉淀合成方法制备LaF3表面修饰LiNimCo1/3Mnm02正极材料,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明：经过LaF3表面修饰的LiNi1／3C01／3Mn1／302材料保持了LiNi1／3Co1／3Mn1/302层状结构,其中LaFs表面修饰量为0．59％时,在电压为2．75-4．50V范围内,以0．3mA／cm。电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为172．7mAh／g,经过50周充放电循环后放电比容量为163．5mAh／g,表现出较高的初始放电比容量和良好的抗过充电性能。     

热蒸发法制备一维氧化锡纳米线的研究

采用热蒸发法系统研究了影响氧化锡纳米结构形貌的主要因素。结果发现改变反应中衬底的温度以及氧气的流量或分压所制备的氧化锡纳米结构形貌有较大的变化。在低温、低的氧流量或氧压下所合成的氧化锡为线状结构,在相对高温、高的氧流量或氧压下所合成的氧化锡为棒状形貌。