Au-SiO2納米顆粒膜及SiO2納米線的制備及特性研究.pdf

1、納米材料由于具有奇特的化學(xué)和物理特性，并且在納電子學(xué)和光電子學(xué)領(lǐng)域中有潛在的重要應(yīng)用，因而越來越受到人們的關(guān)注。SiO2是一種重要的光致發(fā)光材料，已廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)領(lǐng)域。相比之下，有關(guān)納米復(fù)合膜的制備和納米線的生長中物理機理研究等方面的實驗工作相對缺乏。
　　本文的研究主要包括兩方面內(nèi)容，首先我們用磁控濺射系統(tǒng)在Si襯底上濺射SiO2和Au膜，接著在N2中進行退火處理，在襯底表面制備了Au/SiO2納米顆粒膜；我們還用磁控濺射系

2、統(tǒng)在Si襯底上濺射Au膜，高溫下將襯底和Si粉放在管式爐中通入N2進行退火，合成了草狀 SiO2納米線。結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、光致發(fā)光譜(PL)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)等測試手段，對納米結(jié)構(gòu)的形貌、顯微結(jié)構(gòu)和成分進行了測試分析與表征。
　　結(jié)合 Au/SiO2納米顆粒膜和SiO2納米線的生長過程與相關(guān)測試技術(shù)，我們還對薄膜的生長機制進行了初步探討，

3、研究了不同退火時間對薄膜形貌、結(jié)構(gòu)及特性的影響；此外還研究了不同退火時間對納米線形貌的影響，并初步探討了SiO2納米線的生長機制。主要內(nèi)容如下:
　　1、采用磁控濺射和退火的方法制備了高質(zhì)量的Au/SiO2納米顆粒膜。用掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)和X射線衍射(XRD)等對退火后 Au/SiO2納米顆粒膜的表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)進行表征和分析，研究了不同退火時間對薄膜表面形貌及結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著退火時間的增加，薄

4、膜中納米 Au顆粒的結(jié)晶度進一步提高。
　　2、利用磁控濺射系統(tǒng)在Si(111)襯底上濺射一層 Au膜，然后在管式爐中對濺射好的樣品及放置的適量 Si粉進行退火，采用不同退火時間生長 SiO2納米線。用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線光電子能譜(XPS)對不同時間退火后 SiO2納米線的表面形貌和成份進行了表征和分析。
　　3、利用光致發(fā)光譜(PL)研究了Au/SiO2納米顆粒膜的發(fā)光特性。激發(fā)波長

5、為325 nm時，在525 nm附近的強發(fā)光峰與薄膜中的納米結(jié)構(gòu)有關(guān)，并且隨退火時間的增加有增強的趨勢；而560 nm附近的弱發(fā)光峰隨退火時間的增加而逐漸減弱，這與高溫條件下 Au的蒸發(fā)等因素有關(guān)。激發(fā)波長為250 nm時，在325 nm附近的強發(fā)光峰與 SiO2層的氧缺陷有關(guān)。
　　4、討論了SiO2納米線的具體生長過程。在納米線的頂端有金屬顆粒存在，說明SiO2納米線的生長機制符合氣—液—固(VLS)機制。在N2氣流作用下，S