碳纳米带的结构与生长机制研究

采用热化学气相沉积技术在单晶硅衬底上制备了碳纳米带,并采用场发射SEM、TEM、激Raman光谱等分析手段对其形态和结构进行了研究.实验采用乙炔(C2H2)为碳源,铁为催化剂,获得了厚度在几十纳米、宽度在几百纳米,长度在100 μm量级的碳纳米带.研究发现:碳纳米带是一种准二维材料,其碳层沿着与其生长轴方向一致的(002)晶向向的排列,碳层的边缘都弯曲折叠成封闭结构.碳层的排列不很平直,其中存在大量的层错.对碳纳米带的生长机制的研究表明:碳纳米带的生长是通过碳原子从片层状催化剂侧面的扩散、析出来实现的.     

利用光化学二次生长精细控制金纳米棒的长径比

研究了晶种媒介的金纳米棒光化学二次生长及其长径比的精细调控。在单一组份的表面活性剂生长溶液中,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)封端的带正电荷的金纳米粒子作晶种,形貌均一的金纳米棒通过二次生长获得,其二次生长是在晶种媒介的化学生长反应达到平衡后于丙酮存在下用300 nm的紫外光照射来实现。通过改变银离子的加入量,具有约10 nm直径金纳米棒的长径比被精细调控在2.3～4.0范围内,相应的纵向等离子体带最大在730～840 nm之间。另外,纵向等离子体带达到最大之后,进一步的紫外光照射使金纳米棒变短。通过这一途径,金纳米棒的长径比也能     

硝酸诱导金纳米带的晶种法制备及光谱表征

采用硝酸诱导的晶种法制备金单晶纳米带,利用TEM、HRTEM和UV-vis技术对产物进行形貌、结构表征和吸收性能分析。发现产物的形态有纳米带、纳米片和纳米颗粒,但以纳米带为主。纳米带为面心立方结构金单晶。UV-vis显示,产物的微弱吸收峰位于550nm和强吸收峰位于975nm,分别起源于纳米带横轴直径与长度方向的表面等离子体共振。金纳米带的生长机制进是,小尺寸纳米片在硝酸诱导作用下通过表面偶极作用进行自组装。     

垂直生长于锌基底的Co掺杂ZnO纳米棒阵列显著室温铁磁性能

通过简单的水热合成法在锌片基底上一步制备了Co掺杂的ZnO纳米棒阵列。纳米棒在基底上均匀分布,取向一致,垂直于基底大面积生长。样品结构均为六方纤锌矿结构,具有高结晶质量,不含其它杂相。随着Co掺杂浓度的增加,紫外发射峰强度逐渐下降,近带隙发射峰的半峰宽也较纯ZnO变宽。拉曼光谱显示Co的掺杂使纳米棒出现了氧空位和锌填隙本征缺陷。随着Co浓度的增加这些缺陷也随之增加。掺杂纳米棒阵列的磁滞回线表明样品具有明显的铁磁特征,并有较大的矫顽力Hc~660 Oe。这种ZnO基稀磁半导体纳米棒阵列是一种在自旋电子器件中具有应用潜力的纳米材料。     

硫化镉纳米结构的制备与光学性质研究

采用直接热蒸发CdS粉末的方法,在不同的生长条件下制备出CdS纳米线和纳米带材料并对其形貌、结构和光学性质进行了研究.CdS纳米线具有单晶结构,且生长方向具有择优取向,而其纳米带不具有上述结构特征.光致发光光谱研究发现,室温下纳米线只在508 nm出现了CdS的本征发射带.然而,纳米带存在2个明显的发光峰,中心峰位分别位于513 nm和756 nm.这2个发射峰可分别指认为CdS的本征发射和V_s~+空位引起的发射.     

新材料使电子产品更小运行更快

<正>一个由俄罗斯和美国专家组成的国际科研团队,首次推出一种一维半导体材料,可使电路减小到纳米级,同时加快电子仪器的工作速度,向更小巧紧凑、速度更快的电子产品迈进一步。该半导体材料的晶体由相连的纳米结构、纳米带组成,同时所有的纳米带都有明确的宽度。其主要应用领域是光电子和微电子方面。     

PbS组装:PbS纳米单晶的取向连接(英文)

在低温下通过金属有机物分解制备了两种PbS超晶格结构。研究了反应温度和反应时间对PbS纳米晶组装结构的形貌及粒度影响。对形貌的研究揭示了一种可能的生长机理:复杂的组装结构主要由大量单个纳米晶体定向组装而成,而{111}晶面产生的偶极矩是这种组装形成的驱动力。     

Sb_2Se_3单晶纳米带的水热制备、表征及性能

采用水热法制备大量高长径比的Sb2Se3纳米带。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为形貌控制剂在纳米带的形成过程中起了至关重要的作用,借助X射线粉末衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等对所得产物进行系统表征。结果表明,所制备出的Sb2Se3纳米带是沿[001]晶面方向生长的,带的宽度在1μm以内,厚度有100nm左右,长度可达几十个微米。对Sb2Se3纳米带的生长机制和光学性质进行了初步的讨论和研究。     

TiO_x-C纳米复合薄膜的溶胶-凝胶法制备及其太阳能选择吸收性能（英文）

将溶胶-凝胶方法与真空退火处理相结合,制备了TiOx-C纳米复合薄膜。在溶胶中,选用具有1个苯环的可溶性有机物水杨酸作为碳的前驱体;乙酰丙酮作为络合剂。利用扫描电子显微镜,高分辨透射电子显微镜,四探针,椭圆偏振光谱仪和分光光度计等表征手段,详细研究了复合材料的结构,成分及其光谱特性。结果显示,这种纳米复合材料的组成形式为非晶基体材料中镶嵌纳米石墨晶,这种结构呈现出优异的光谱选择性(α=0.957,ε=0.179)。同时,由于C和TiOx出色的热稳定性,在通过500oC/30h的老化性测试后,该纳米复合薄膜表现出良好的环境耐受性。通过这一系列表征结果,说明该纳米复合材料是一种极具潜力的新型选择吸收薄膜。     

垂直生长于锌基底的Co掺杂ZnO纳米棒阵列显著室温铁磁性能（英文）

通过简单的水热合成法在锌片基底上一步制备了Co掺杂的ZnO纳米棒阵列。纳米棒在基底上均匀分布,取向一致,垂直于基底大面积生长。样品结构均为六方纤锌矿结构,具有高结晶质量,不含其它杂相。随着Co掺杂浓度的增加,紫外发射峰强度逐渐下降,近带隙发射峰的半峰宽也较纯ZnO变宽。拉曼光谱显示Co的掺杂使纳米棒出现了氧空位和锌填隙本征缺陷。随着Co浓度的增加这些缺陷也随之增加。掺杂纳米棒阵列的磁滞回线表明样品具有明显的铁磁特征,并有较大的矫顽力H c=52.8 k A/m。这种ZnO基稀磁半导体纳米棒阵列是一种在自旋电子器件中具有应用潜力的纳米材料。     

Implantation-assisted synthesis of gallium oxide nanoribbons on gallium arsenide using carbon and nitrogen

We have synthesized gallium oxide (Ga₂O₃) nanoribbons and nanowires on gallium arsenide (GaAs) substrate by using plasma immersion ion implantation (PIII) and rapid thermal annealing (RTA). Semi-insulating GaAs was treated with PIII of nitrogen, oxygen, acetylene (C₂H₂) or argon ions. For samples implanted with N₂, and C₂H₂ ions, subsequent RTA at 950 °C within 2 min produced Ga₂O₃ nanoribbons on the substrate surface. Our results suggest that each implanted species plays a different role in assisting the growth of these nanomaterials. Carbon is a key element for reduction and oxidation of Ga₂O₃, which can increase the growth rate of Ga₂O₃ nanoribbons. On the other hand, implanted nitrogen forms intermediate gallium nitride nanograins, which may in turn lead to the formation of nanograins of Ga₂O₃ upon reacting with ambient oxygen. These Ga₂O₃ nanograins then act as a growth template for nanowires or nanoribbons.     

~(60)Co Gamma Irradiation and Annealing Effects on Transport Properties of Antimony Telluride Platelets Grown by Physical Vapor Deposition

Physical vapor deposition method was employed to deposit antimony telluride(Sb2Te3) crystals in a dual-zone furnace. The microstructure, surface topography and composition of samples were characterized using X-ray diffraction,atomic force and scanning electron microscopy. Seebeck coefficient(S\c), electrical conductivity(r\c) as well as power factor(PF) were enhanced for pure Sb2Te3 samples upon annealing, and the samples annealed at 473 K exhibited the highest PF of 3.16 9 10-3W m-1K-2with an enhancement of 22% in the figure of merit(Z). When the delivered dose of60 Co gamma radiation was increased from 0 to 30 k Gy in the stoichiometric crystals, r\c decreased due to the decrease in mobility. As a result of the increase in S, PF and Z improved by 12.11 and 13.7%, respectively, in the 30 k Gy gammairradiated crystals. Both RH(B||c) and S\c were positive, suggesting that the prepared Sb2Te3 crystals retained the p-type semiconductivity after these treatments.     

Sb2Se3纳米线的水热合成和表征

分别以SbCl3和不同的硒源(SeO2、Se粉)为原料,采用水合肼(N2H4·H2O)为还原剂,用水热法在150 ℃下反应24 h后合成Sb2Se3纳米粉末。通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、场发射电子扫描电镜(FESEM)以及高分辨透射电镜等分析方法对产物的物相成分和形貌等进行表征。结果表明, 产物的结构为正交晶系的Sb2Se3纳米晶体,其微观形貌为一维纳米线结构。采用不同硒源合成产物的微观形貌基本相似,其中以SeO2作为硒源水热合成的Sb2Se3纳米线比以Se粉作为硒源合成的纳米线要更加窄而薄,而且纳米线尺寸比较均匀一致。纳米线晶体沿[001]方向生长,这与Sb2Se3独特的晶体结构有着密切的联系     

不同成分Al-Mg3Sb2复相涂层的组织和性能

目的研究Mg_3Sb_2含量对Al-Mg_3Sb_2复相涂层组织、耐蚀性和硬度的影响,对比纯Al涂层和添加不同含量Mg_3Sb_2涂层性能的差异。方法采用氧乙炔火焰喷涂技术和自制的Mg_3Sb_2粉末,在AZ31B镁合金表面制备不同成分的Al-Mg_3Sb_2复相涂层。采用扫描电镜(SEM)观察了涂层的微观组织,利用X射线衍射仪(XRD)分析了球磨粉末和涂层的物相组成,通过电化学工作站(CHI660e)对试样在3.5%Na Cl溶液中进行电化学腐蚀性能测试,并用显微硬度计测试了涂层的硬度。结果经火焰喷涂之后,获得了不同成分的Al-Mg_3Sb_2复相涂层,涂层中的物相主要为Al和Mg_3Sb_2。当Mg_3Sb_2的质量分数为40%和60%时,涂层组织致密,气孔、裂纹等组织缺陷较少。Tafel极化曲线测试中,随着第二相Mg_3Sb_2质量分数的增加,涂层的腐蚀电位逐渐正移。当质量分数达到80%时,其腐蚀电位为-0.9819 V,比纯Al涂层正移417.3 m V,腐蚀电流密度为0.048×10-3 A/cm2,约是纯Al涂层的1/2。显微硬度结果显示随着Mg_3Sb_2含量的增加,涂层的硬度逐渐提高,当质量分数达到80%时,涂层的平均硬度达到334.2HV,是纯Al涂层的6.79倍。结论Mg_3Sb_2的加入可以获得组织较好的涂层,随着其含量的增加,涂层的耐蚀性和显微硬度逐渐提高。     

Mg3Sb2含量对Al-Mg3Sb2复相涂层耐磨性的影响

目的研究Mg_3Sb_2含量对Al-Mg_3Sb_2复相涂层的组织、硬度和摩擦学性能的影响,对比分析AZ31B镁合金基体、纯Al涂层和添加不同含量的Mg_3Sb_2之后涂层性能的差异。方法通过火焰喷涂技术在AZ31B镁合金表面制备了Al-Mg_3Sb_2复相涂层。利用扫描电镜(SEM)观察了涂层的截面形貌,利用X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的物相组成。通过显微硬度计测试了AZ31B和涂层的硬度,通过摩擦磨损试验仪测试了AZ31B和涂层的摩擦学性能,并通过超景深三维显微镜测试了试样的磨痕宽度、深度及磨损体积。结果经火焰喷涂后可得到组织致密的复相涂层,涂层中的物相主要为Mg_3Sb_2和Al。涂层的平均硬度随Mg_3Sb_2含量的增加而增加,最高可达334.2HV0.025,是AZ31B的4.14倍。摩擦磨损试验中,涂层的摩擦系数随着Mg_3Sb_2含量的增加而减小,但都大于AZ31B的摩擦系数;涂层的磨损率随着Mg_3Sb_2含量的增加而减小,60%Mg_3Sb_2和80%Mg_3Sb_2涂层的磨损率小于AZ31B的磨损率,其他涂层的磨损率大于AZ31B的磨损率,80%Mg_3Sb_2涂层的耐磨性最好,比AZ31B下降了63.26%。随着Mg_3Sb_2含量的增加,Al-Mg_3Sb_2复相涂层的磨痕表面犁沟逐渐变浅并消失。结论 Mg_3Sb_2的加入可以提高涂层的硬度,随着其含量的增加,涂层的耐磨性逐渐提高。     

不同前驱体制备的锡锑中间层对Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极性能的影响

研究了以乙二醇与柠檬酸反应制得的乙二醇柠檬酸酯溶液、乙二醇、乙醇、正丁醇为前驱体溶剂制备的锡锑中间层对Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极性能的影响,用XRD、ESEM对不同前驱体制备的锡锑中间层和对应的二氧化铅活性层进行了表征,并用极化曲线法和阳极寿命快速检测法比较了不同前驱体对Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极的阳极寿命和在1．0mol/L硫酸溶液中的电催化活性的影响。结果表明,不同前驱体溶剂对锡锑中间层的结构和形貌有着显著的影响;以乙二醇与柠檬酸反应制得的聚合前驱体为溶剂制备的锡锑中间层表面致密,锡锑含量相对较高,该中间层的均匀度和平整度明显好于其它3种前驱体。由聚合前驱体中间层制得的Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极的使用寿命明显提高,但不同中间层前驱体对电极的电催化活性影响不大。     

Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Cu(Ni)焊点的抗时效性能

采用扫描电镜(SEM)研究在150 ℃等温时效下Cu/Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Cu与Ni/Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Ni焊点的界面扩散行为. 结果表明,在时效过程中,随着时效时间的增加,Cu/Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Cu焊点界面金属间化合物(intermetallic compound,IMC)形貌由开始的细针状生长为棒状,IMC层厚度增加,界面IMC主要成分为(Cu,Ni)₆Sn₅. Ni/Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Ni焊点的界面IMC形貌由细小突起状转变为较为密集颗粒状,且IMC层厚度增加,界面IMC主要成分为(Cu,Ni)₃Sn₄. 经过线性拟合,两种焊点的界面IMC层生长厚度与时效时间t1/2呈线性关系,Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Cu界面间IMC的生长速率为7.39 × 10?2 μm2/h,Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Ni界面间IMC的生长速率为2.06 × 10?2 μm2/h. 镀镍层的加入可以显著改变界面IMC的形貌,也可降低界面IMC的生长速率,抑制界面IMC的生长,显著提高抗时效性能.     

超声掺Bi二氧化铅电极电氧化降解2-氯苯酚研究

目的提高Pb O_2/Ti的使用寿命、对目标反应物的电氧化催化活性及选择性。方法以覆有Sn O_2+Sb_2O_3的Ti网为阳极,分别在Pb(NO_3)_2、Na F混合溶液及Pb(NO_3)_2、Na F、Bi(NO_3)_3组成的掺Bi混合溶液中,在电沉积液p H=2、60℃、电沉积电流密度为0.04 A/cm~2的条件下,进行常规电沉积及超声电沉积1 h,制备出Pb O_2/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti,Bi-Pb O_2/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti,Pb O_2(ultrasonic)/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti,Bi-Pb O_2(ultrasonic)/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti 4类二氧化铅电极。在硫酸溶液中测定其加速寿命,用稳态极化曲线分析电催化性及选择性,以2-氯苯酚的电氧化降解反应为模型反应,考察电解2-氯苯酚废水的处理效果,用X射线衍射仪和电子扫描电镜表征沉积层晶相和形貌。结果 Bi-Pb O_2(ultrasonic)/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti的加速寿命比Pb O_2/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti提高了54%。电氧化降解2-氯苯酚溶液4 h后,以掺Bi二氧化铅电极为阳极,相比于二氧化铅电极,对2-氯苯酚的脱除率提高了19%,槽压降低了7%,稳态极化曲线和电氧化降解2-氯苯酚溶液试验反映了相同的结论。结论超声波环境和Bi掺杂显著提升电极的性能,掺Bi的二氧化铅沉积层表现出较高的电催化性和电氧化2-氯苯酚的选择性,超声电沉积二氧化铅能增大电极比表面积,提高电极的表观催化活性和电极加速寿命。     

Pt和Sb、S吸附原子修饰的Pt电极上1,3-丁二醇吸附和氧化过程

应用电化学循环伏安和石英晶体微天平（EQCM）研究了1，3－丁二醇（1，3－BDL）在Pt电极和以Sb,S吸附原子修饰的Pt(Pt/Sbad和Pt/Sad)电极上的吸附和氧化过程，从电极表面质量变化的结果分析，可认为1，3－丁二醇的氧化与电极表面氧物种有着极其密切的关系。Pt电极表面Sb吸附原子能在较低的电位下吸附氧，可显著提高1，3－丁二醇电催化氧化活性，与Pt电极相比较，饱和吸附Sb原子的Pt电极，1，3－丁二醇氧化的峰电位负移了0．25V，峰电流增加了近1倍，相反，Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种，饱和吸附S原子的Pt电极上1，3－丁二醇的电氧化受到抑制，本文从表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的新数据。     

锑对AZ91D镁合金微观组织的影响

研究了锑对AZ91D镁合金微观组织的影响。在AZ91D镁合金熔炼过程中加入三氧化二锑引入锑元素,用光学显微镜对加锑前后合金显微组织及其变化情况进行研究,发现锑的加入可使AZ91D镁合金的组织发生明显变化,β-Mg17Al12脆性相由连续网状分布逐渐变为离散状。同时利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜分析了锑在合金中的存在形式。结果表明,锑在AZ91D镁合金中主要以两种形式存在:固溶在α-Mg、β相中;形成新相Mg3Sb2。锑在镁合金中生成的新相Mg3Sb2既作为异质形核核心细化组织,又会聚集在固液界面前沿抑制晶体的长大,从而对镁合金起到细化晶粒的作用。