磁控溅射沉积纳米结构银薄膜及其表征

本文通过利用射频磁控溅射方法,选择和控制沉积薄膜工艺参数,在石英（ｑｕａｒｔｚ）和高定向热解石墨（ＨＯＰＧ）上制备出纳米尺度的银膜。利用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）对银膜的表面形貌和分布观察分析可得,纳米银颗粒的直径在３ｎｍ到２０ｎｍ之间。经过紫外－可见－近红外透射光谱（ＵＶ－ＶＩＳ－ＮＩＲ）测量证明：当纳米银颗粒的粒径在此范围内时,银膜的光学特征吸收峰的位置随着粒径的增大“红移”不大,但其半峰宽却随粒径的增大而增大。     

离子束溅射技术制备Ge—SiO2纳米颗粒镶嵌薄膜的微结构和光学性质研究

采用透射电子显微镜（ＴＥＭ）对Ｇｅ－ＳｉＯ２纳米颗粒镶嵌薄膜样品的形和结构进行了观察研究。测量了不同直径纳米锗颗粒镶嵌薄吸收光谱，并砂同激光光能量下对样品进行了室温荧光光谱研究，发现在中心波长为４２０ｎｍ处有一个较强的光致荧光峰。研究结果表明纳米锗粒子的相结构和电子能级结构同常规的大块锗晶体相比均发生显著的改变。     

氨化Si基Ga2O3/Co薄膜合成GaN纳米线及其表征

采用磁控溅射技术先在Si衬底上制备Ga2O3/Co薄膜,然后在950"C下流动的氨气中进行氨化反应制备GaN纳米棒.应用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶红外吸收光谱、选区电子衍射和高分辨透射电子显微镜对样品进行表征.结果表明,采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米棒.观察发现纳米棒表面光滑.并讨论了GaN纳米棒的生长机制.     

氨化Si基Ga2O3/Co薄膜合成GaN纳米线及其表征

采用磁控溅射技术先在Si衬底上制备Ga2O3/Co薄膜,然后在950"C下流动的氨气中进行氨化反应制备GaN纳米棒.应用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶红外吸收光谱、选区电子衍射和高分辨透射电子显微镜对样品进行表征.结果表明,采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米棒.观察发现纳米棒表面光滑.并讨论了GaN纳米棒的生长机制.     

激光合成纳米硅的可见发光

研究了激光ＣＶＤ合成纳米硅（平均粒径为１４ｎｍ）的可见发光特性。用３００－４５０ｎｍ波长激发时，在４００－６５０ｎｍ区间观测到了发射宽峰。首次发现粒径大于１０ｎｍ的纳米硅在室温下具有可见发光，该现象可用量子限制／发光中心模型来作定性解释。     

Au纳米颗粒的形状和尺寸对表面等离子体的影响

通过调控Au纳米颗粒的形状和尺寸,研究了Au纳米颗粒的形状和尺寸与表面等离子体之间的关系。通过直流磁控溅射的方法在外延片上溅射Au薄膜,并采用快速热退火和常规热退火两种方式对其进行热退火,制备出Au纳米颗粒。使用不同热退火方式、不同热退火温度及不同Au薄膜厚度来改变Au纳米颗粒的形状和尺寸,并对Au纳米颗粒的表面形貌及它的消光谱进行了分析,对比了不同形貌的Au纳米颗粒对表面等离子体共振特性的影响。实验结果表明,使用普通热退火制备的Au纳米颗粒形状接近球体,而使用快速热退火得到的Au纳米颗粒的形状更接近棒体;随着热退火温度的升高,表面等离子体的共振波长发生红移;随着Au薄膜厚度的增加,表面等离子体的共振波长也发生红移。     

利用准分子激光制备晶体和半导体的纳米粒子

利用准分子脉冲激光（ＸｅＣｌ，λ＝３０８ｎｍ）对Ｓｉ，红宝石和钛宝石靶进行消融，从而得到ＳｉＯ２和红宝石、钛宝石的钠米级粉末。用透射电镜对粉末的物质形态进行分析，并对消融产生的纳米颗粒在其颗粒大小及分布上予以分析统计。     

RF磁控溅射和氮化法制备GaN纳米棒和纳米颗粒

利用射频磁控溅射法分别溅射ZnO中间层和Ga2O3薄膜到Si（111）衬底上，然后ZnO／Ga2O3薄膜在管式石英炉中常压下通氨气进行氨化，高温下ZnO在氨气气氛中被还原生成Zn而升华，而在不同的氨化时间下Ga2O3和氨气反应合成出GaN纳米棒和纳米颗粒。X射线衍射（XRD）测量结果表明，利用该方法制备GaN纳米棒和颗粒具有沿c轴择优取向生长的六方纤锌矿结构。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外透射谱（FTIR）及选区电子衍射（SAED）观测和分析了样品的形貌、成分和晶格结构。研究分析了此种方法合成GaN纳米结构的反应机制。     

双层复合纳米森林结构的制备及其宽光谱高吸收光学特性研究

基于等离子体再聚合技术制备了纳米纤维—纳米锥双层森林结构,并通过磁控溅射工艺在结构表面引入金属纳米颗粒实现了双层复合纳米森林结构,工艺流程简单便捷,与常规微纳加工工艺兼容性好,易于实现大面积的并行加工.将纳米森林的陷光效应和金属纳米颗粒的表面等离激元效应相结合,对双层复合纳米森林结构的光吸收特性进行深入研究与探索,最终实现了该复合纳米森林结构在1.5~25μm波长范围内84.1%的平均吸收率.具有宽光谱高吸收光学特性的双层复合纳米森林结构有望在提高红外器件性能和拓展器件应用等方面获得广泛应用.     

纳米硅/二氧化硅发光膜的窄发光带

用电化学方法制备了含有纳米硅点的光致发光二氧化硅膜,发现其激发谱分别在２４６ ｎｍ 及５０６ ｎｍ 附近有极大值。当激发波长在５０６ ｎｍ 附近时,观测到一个强度很弱但发射谱线宽度只有约０ ．０５ ｅＶ 的发光带,远小于２５０ ｎｍ 激发时的发射光谱的宽度（ 约０ ．５０ ｅＶ） 。此窄发光带的发光波长及峰型随激发波长的变化而变化,分析表明它起源于硅氧化合物中的纳米硅点,而短波长（２５０ ｎｍ） 光波激发时的宽发射谱主要来自于二氧化硅中的杂质与缺陷     

纳米碳管的STM研究

本文应用扫描隧道显微镜对孤光放电方法得到的纳米碳管进行了观察。孤光放电法所产物的纳米碳管以直线型为主，并且多以束状存在。碳管束直径约２０ｎｍ，而单要碳管的直径大多在２ｎｍ到５ｎｍ之间。观察到单层碳秋的原子像，其表明为石墨网络的六角结构。纳米碳管的原子像及单极碳管表面均未发现明显缺陷存在，这可能是它具有很高强度质量比的主要原理之一。     

纳米晶Ti中的反常结构

纳米晶Ｔｉ中的反常结构秦勇（中国科学院固体物理研究所，合肥２３００３１）Ｔｉ金属有两种结构：一种是α－Ｔｉ（ｈｃｐ，ａ＝０．２９５０８ｎｍ，ｃ＝０．４６８６ｎｍ）；另一种是高温相β－Ｔｉ（ｂｃｃ，ａ＝０．３３０６５ｎｍ，８８２℃以上）。然而，对于纳米...     

Ag：Bi2O3纳米颗粒复合薄膜的三阶光学非线性和超快电子动力学研究

金属纳米颗粒具有较小的尺寸和大的表面体积比，由于量子限制效应和表面效应，表现出特殊的电子和光学性质．迄今为止，研究者们已对金属颗粒掺杂浓度较低的复合材料的性质做了大量研究，而掺杂浓度较高的材料受到的关注较少．我们采用磁控溅射法制备出含Ag浓度较高(13at．％～59at．％)的Ag：Bi2O3复合薄膜，使用飞秒脉冲激光研究了此类材料的三阶光学非线性和超快电子动力学过程。     

Al2O3/SiCnano纳米复合材料微结构及强韧化机理研究

纳米颗粒复合材料的“内晶型”结构中，晶内的纳米相和基体间存在的次界面对材料性能的改善有更重要作用，本文系统观察了氧化铝陶瓷和Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｎａｎｏ纳米复合材料的微结构，着重研究了弥散ＳｉＣ颗粒对Ａｌ２Ｏ３基体微结构的影响，讨论了“内晶型”结构，位错组态，纳米化效应和穿晶断裂之间的关系以及材料强韧化机理。     

多孔硅光致发光谱中双峰结构随激发光波长的变化与发光机制

在室温下系统地观测了多孔硅样品的光致发光谱随激发光波长的变化．在激发波长为２６０—３２０ｎｍ范围内，光致发光谱出现明显的双峰结构，两峰峰位分别位于６１０ｎｍ和７００ｎｍ波长附近．当激发波长由２６０ｎｍ开始逐渐增加时，短波峰与长波峰强度之比先增加，随后达极大值，它略大于１，以后，此比值急剧减小，逐渐趋于零，即只存在单一长波峰．以上现象难于用量子限制模型解释．假设在包围纳米硅粒的二氧化硅层中存在两种发光中心，可以用量子限制／发光中心模型来解释上述实验现象．     

纳米级晶体可作电致发光材料

纳米级晶体可作电致发光材料ａｒｕｃｔｕｒｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ公司用低蒸汽压ＣＶＤ在硅片上沉积１μｍ厚的富硅ＳｉＯ２薄膜，经热处理沉淀出多余的硅，用此法制造了颗粒度为１～５ｎｍ的晶体，电接触是用探针触及已沉积好的钢锡氧化物触点（直径３～９ｍｍ），即使...     

氮空位在纳米GaN颗粒和InGaN/AlGaN双异质结中的聚集

直流放电等离子法制备纳米GaN颗粒中的氮缺乏可导致空位形成。在电子显微观察的电子辐照条件下，这些N-空位将进一步凝聚，形成一个a=2.209nm,b=3.826nm,c=1.037nm,α＝β＝γ＝90℃ 的调制结构。随着电子辐照剂量增加，纳米颗粒中心将出现空洞，同时使该区的金属镓离子迁移到颗粒的表面。电子显微分析及分子力学理论计算表明，这种新的调制结构系空位的有序排列所致。在此基础上，进一步研究了InGaN/AlGaN的双异质结薄膜结构中直径约为50nm的空洞存在与发光失效的关系，讨论了N－空位的聚集与空形成的关系。     

Au/SiO_2复合纳米颗粒膜的制备及退火行为研究

室温下用磁控溅射法在Si(111)衬底上生成Au/SiO2复合纳米颗粒膜。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射方法(XRD)对不同温度退火后的Au/SiO2复合薄膜的表面形貌、微观结构进行了表征。SEM结果表明,随着退火温度升高,Au纳米颗粒先形成大的聚集后出现分布均匀的超微颗粒。XRD结果显示700℃时Au的衍射峰最强,随后峰强有所减弱,这与SEM检测结果相吻合。另外实验结果证实在1000℃退火时自组装生成空间分布均匀(直径约为70nm)的Au纳米点,可以用来作为生长一维纳米材料的模板。     

激光聚焦位置对金纳米颗粒光致超声信号的影响

为了分析和研究激光聚焦位置对金纳米颗粒光致超声信号的影响，采用超声探测器探测超声的同时，利用CCD观测溶液状态。结果表明，当激光脉冲聚焦在比色皿中间时，产生的光声信号为悬浮在溶液中的金纳米颗粒在激光作用下的超声信号；当激光聚焦在比色皿内壁和溶液交界面时，金纳米颗粒光声信号持续时间增加并且变得杂乱，此时，如果超声信号出现周期性振荡，金纳米颗粒溶液从激光聚焦点开始，沿激光方向发生高速流动。此研究对开辟新的微流控研究领域有一定参考意义。     

Au/SiO_2纳米复合薄膜的结构表征及光致发光特性

采用磁控溅射和退火技术制备出Au/SiO2纳米复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对上述纳米复合薄膜进行了结构表征。实验结果表明,纳米复合薄膜的表面上均匀分布着直径在100～300nm的金纳米颗粒。金纳米颗粒的大小随着退火时间的增加而增大。用荧光光谱仪(PL)对薄膜的光致发光特性进行了研究。结果表明,在激发波长为325nm时,分别在525nm和560nm处出现两个发光峰;在激发波长为250nm时,在325nm处出现发光峰,这一发光峰可能与非晶SiO2的结构缺陷有关。