準(zhǔn)一維碳族納米材料的水熱制備與表征.pdf

1、碳族準(zhǔn)一維納米材料，由于其量子限制效應(yīng)以及小尺寸效應(yīng)，有著優(yōu)秀的光、電、磁學(xué)等特性，在介觀領(lǐng)域和納米器件研制方面有著重要的應(yīng)用前景。鍺/氧化硅納米電纜，氧化鍺納米線、納米針以及纖蛇紋石納米管由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，已逐漸成為了研究熱點(diǎn)之一。本論文以簡(jiǎn)單、環(huán)保的水熱法制備了鍺/氧化硅納米電纜，氧化鍺一維納米結(jié)構(gòu)及纖蛇紋石納米管，并研究了其生長(zhǎng)機(jī)理以及光致發(fā)光性能。 以混合的氧化鍺粉和硅粉為原料，采用水熱法在高溫高壓下制備出具

2、有核-殼同軸結(jié)構(gòu)的Ge/SiOx納米電纜。掃描和透射電鏡研究表明這種Ge/SiOx納米同軸電纜的產(chǎn)量高，直徑分布均勻，長(zhǎng)度可達(dá)微米級(jí)，并證實(shí)其為非晶態(tài)SiOx包裹Ge內(nèi)核的核.殼結(jié)構(gòu)。Ge芯線沿著[211]方向生長(zhǎng)。Ge/SiOx納米同軸電纜的生長(zhǎng)過(guò)程遵循氣一液.固和氧化物輔助生長(zhǎng)機(jī)制。納米電纜的形成與原料中Ge02與Si的比率有關(guān)，若Si含量過(guò)低，只會(huì)生成木渣狀的氧化鍺線。此外，在原料中添加SiC，同樣得到Ge/SiOx納米電纜，其納

3、米電纜線身更長(zhǎng)，核芯厚度增加，外殼厚度減小。但是納米電纜的形狀不規(guī)則，粗細(xì)不均勻。另外，還分析了其他實(shí)驗(yàn)條件下獲得的特殊結(jié)構(gòu)。 以氧化鍺粉末為原料，利用水熱法，在470℃，13MPa下，制備出大量一維氧化鍺納米結(jié)構(gòu)。通過(guò)掃描電鏡，透射電鏡，XRD等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。結(jié)果表明產(chǎn)物中除了納米線這種常規(guī)結(jié)構(gòu)以外，還存在納米針和納米雙針的特殊結(jié)構(gòu)。所得Geo2一維納米結(jié)構(gòu)為單晶，屬六方晶系。這種氧化鍺一維納米材料在221nm波長(zhǎng)的激發(fā)下，

4、發(fā)光波段在368nm、472nm及545nm位置處出現(xiàn)發(fā)射峰。發(fā)光與納米線、納米針以及納米雙針結(jié)構(gòu)中的激子復(fù)合和缺陷有關(guān)，并分析了納米針的形成機(jī)理。 采用水熱法，以Mgo，Sio2原料，在無(wú)堿環(huán)境下合成纖蛇紋石納米管。利用X射線衍射，掃描電鏡，透射電鏡等對(duì)纖蛇紋石的形貌，晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。研究發(fā)現(xiàn)所獲得的纖蛇紋石納米管是一種菱方晶體結(jié)構(gòu)。其直徑均勻，外徑約為30-50nm，內(nèi)徑大約6~8nm，長(zhǎng)度達(dá)幾百納米。納米管沿著[006方