SiO2納米線的生長與Si源和退火條件關(guān)系的研究.pdf

1、納米材料科學是新興起來的一門學科,至今已有三十年的歷史.SiO2納米材料是新型納米材料,其特有的性質(zhì),如:小體積效應、量子尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應等,使其不僅具有普通二氧化硅的性質(zhì),而且具備納米粒子所特有的性質(zhì),在橡膠、塑料、纖維、涂料、光化學和生物醫(yī)學等領域都具有廣泛的應用前景.
　　本文從內(nèi)容上主要分為兩個部分,第一部分是在不同實驗條件下制備SiO2納米線,包括不同的Si源(Si粉,SiO粉)及生長條件(退火時間、

2、溫度及襯底).實驗分為兩種模式,濺射組和非濺射組.通過實驗探索,初步獲得制備SiO2納米線的可行性方案.第二部分,是在第一部分的基礎上,對可行性方案進行改進.實驗主要分為兩部分:磁控濺射過程和退火過程.對于探索實驗階段的非濺射組,清洗處理好的襯底直接進入退火過程.實驗后的樣品做了相關(guān)的形貌測試、成分測試和發(fā)光測試.具體內(nèi)容如下:
　　1、研究不同Si源情況下SiO2納米線的生長情況.實驗研究的是濺射組,濺射Au時間6s,膜的厚度約

3、為18nm.然后對濺射好的樣品進行退火,實驗粉末分別為SiO粉和Si粉.溫度1100℃下退火60min.并用掃描電子顯微鏡對兩種實驗情況下樣品的形貌進行測試.
　　2、研究不同生長條件下的SiO2納米線生長情況,包括不同的退火時間、溫度及不同的襯底.首先研究的是濺射組在不同退火溫度下SiO2納米線的生長情況,濺射好的樣品分別在溫度950℃、1000℃、1050℃和1100℃下進行退火;其次研究的是不同退火時間下SiO2納米線的生長

4、情況,濺射好的樣品分別退火60min、80min、100min和120min;最后研究的是非濺射組在不同襯底條件下 SiO2納米線的生長情況,襯底分別為Si(111)毛片和Si(111)拋光片.處理好的樣品直接進入退火過程.實驗粉末為Si粉,溫度1100℃下退火100min.
　　3、在上述探索實驗的基礎上,對制備SiO2納米線的可行性方案做進一步的改進.本組實驗研究的均為濺射組.首先,研究不同濺射時間下的,濺射Au的時間分別為6

5、s和12s,退火過程加入Si粉和碳粉的混合粉末,溫度1100℃下退火80min,得出不同尺寸的長直的納米線結(jié)構(gòu).其次,研究的是實驗粉末加入碳粉和未加入碳粉的情況下SiO2納米線生長情況.樣品濺射Au的時間為12s,退火過程加入粉末分別為Si粉、Si粉和碳粉的混合粉末,溫度1100℃下退火90min,分別得到花型和燈籠狀納米結(jié)構(gòu).第三研究的加入碳粉的濺射組在不同退火時間下的SiO2納米線生長情況.濺射Au的時間12s,溫度1100℃下退火