基于零維納米體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計與構(gòu)筑、性能調(diào)控及應(yīng)用研究.pdf

1、零維納米結(jié)構(gòu)作為低維納米材料體系的重要組成部分，同時也是構(gòu)筑低維納米材料的基礎(chǔ)，在納米材料學的發(fā)展過程中處于舉足輕重的位置。單一型零維納米結(jié)構(gòu)雖因三維受限而具有很多優(yōu)越性能，但由于其材料、組分和結(jié)構(gòu)單一，功能有限，限制了其在多學科交叉領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此，發(fā)展高級結(jié)構(gòu)和性能的納米材料體系，是我們研究的焦點。在論文中，我們基于零維納米結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計并合成出多種高級納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)越性能的材料，同時總結(jié)和招展了相應(yīng)的合成方法，此外還開展了一些納

2、米結(jié)構(gòu)在交叉學科應(yīng)用的探索。 在第一章中，我們從低維納米結(jié)構(gòu)的物理效應(yīng)出發(fā)，介紹了低維體系中最基本的零維納米結(jié)構(gòu)在納米電子學和納米生物學領(lǐng)域的用途，闡述了高級零維納米結(jié)構(gòu)的特征和實現(xiàn)途徑，并討論了零維納米結(jié)構(gòu)和其他高級維度納米體系的關(guān)聯(lián)和互動。 在第二章中，我們設(shè)計并合成出半導體—金屬 (CdSe-Au) 異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米顆粒，同時調(diào)控了兩組分的比例，研究了這一納米顆粒的特異性譜學特征。基于以上實驗，總結(jié)出一套較為普適性的制

3、備異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米顆粒的方法——相分離及界面反應(yīng)方法。我們進一步在多個材料體系下驗證了該方法的可行性，制備出一系列的雙元以及多元異質(zhì)型納米顆粒，包括PbSe-Au異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子點、FePt-Au 和 Cu<,2>O-AuAg 異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米顆粒等等，并探討了異質(zhì)復(fù)合型零維納米材料體系在該方法中形成的機制和過程，為實現(xiàn)納米顆粒的結(jié)構(gòu)多元化和性能多樣化提供了新的途徑。 在第三章中，我們基于最簡單的單一型納米顆粒，通過物理外場誘導化學合成的方

4、法構(gòu)筑了一維高級納米結(jié)構(gòu)，包含兩部分內(nèi)容：(1) 利用磁場誘導 Co納米顆粒形成 Co 納米顆粒鏈狀結(jié)構(gòu)，通過電交換反應(yīng)得到空心的貴金屬 Au、Pt 或 Pd 的空心納米顆粒鏈，并利用磁場的可調(diào)節(jié)性有效地調(diào)控貴金屬空心納米顆粒鏈狀結(jié)構(gòu)的鏈長，進而實現(xiàn)金屬等離子共振吸收光譜的大范圍調(diào)節(jié)；(2)利用光場誘導 CdSe/Te 納米顆粒經(jīng)過柯肯達爾效應(yīng)、光生偶極組裝及結(jié)構(gòu)再構(gòu)等一系列過程構(gòu)造 CdCl<,2> 納米管，進一步跟蹤并討論了這種從納

5、米顆粒到納米管的變化過程及機制，為溫和條件下制備無機納米管提供了新途徑。綜合這兩部分內(nèi)容，這種物理外場誘導的化學合成方法，實現(xiàn)了對納米結(jié)構(gòu)在形態(tài)和維度上的同步控制。 在第四章中，我們選取 CdSe 和 Au 這兩種最基本的納米顆粒，開展性能調(diào)控和應(yīng)用研究。對于 CdSe 顆粒，我們提出了一種精細調(diào)控其熒光光譜的方法，這種方法的調(diào)控精度達到 1 m，并建立了相關(guān)模型來分析這種光譜調(diào)控方法的原理，為量子點的帶寬工程提供了有效的輔助手