原位電子束輻照誘導(dǎo)Au修飾SiOx納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性研究.pdf

1、當(dāng)今納米科學(xué)技術(shù)研究背景要求我們不僅要從納米尺度（極小空間限制或“納尺寸”效應(yīng)），而且要從納、皮、飛秒時(shí)間尺度（超快時(shí)間限制或“納時(shí)間”效應(yīng)）去揭示材料的結(jié)構(gòu)和性能。但在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，除朱賢方等對(duì)電子束和離子束輻照下硅中納米孔以及電子束輻照下碳納米管及SiOx納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性進(jìn)行較系統(tǒng)研究外，目前我們尚未發(fā)現(xiàn)有人從非平衡、極度局域和超快角度對(duì)電子束輻照下金屬納米顆粒修飾的納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　 為此，本論文利

2、用我們發(fā)展成熟的透射電鏡原位觀察技術(shù)，進(jìn)一步系統(tǒng)深入地研究了高能電子束非平衡、極度局域和超快輻照對(duì)Au修飾SiOx納米線以及SiOx納米線結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性的影響。
　　 首先，我們?cè)O(shè)計(jì)了三組不同大小束斑的電子束從全域輻照、局域中央輻照和局域邊緣輻照的不同角度對(duì)Au修飾SiOx納米線以及SiOx納米線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，全域輻照時(shí)，兩端固定且軸向平直的Au修飾SiOx納米線和SiOx納米線均發(fā)生徑向收縮，但由于Au納米顆粒的鈍化作用，

3、Au修飾SiOx納米線的徑向收縮速率比SiOx納米線慢;局域中央輻照時(shí)，單根兩端固定且軸向平直的SiOx納米線出現(xiàn)軟化、瞬態(tài)塑性流變伸長和相應(yīng)的“s”型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，而同樣由于Au納米顆粒的鈍化作用，Au修飾的SiOx納米線則沒有這些變化;局域邊緣輻照時(shí)，Au修飾的SiOx納米線頸縮處收縮速率同樣比SiOx納米線慢。我們利用納米曲率效應(yīng)和電子束非熱激活效應(yīng)誘導(dǎo)的電子束“融蒸”和“擴(kuò)散”機(jī)制以及Au納米顆粒的鈍化作用對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。

4、
　　 其次，我們考察了電子束輻照下SiOx納米線上Au納米顆粒的變化情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在電子束輻照過程中，SiOx納米線上的Au納米顆粒發(fā)生長大的現(xiàn)象。研究表明，其主要通過兩種方式長大:其一是不臨近的Au納米顆粒之間，其原子通過SiOx納米線進(jìn)行擴(kuò)散，從而長大;而對(duì)于相互臨近的Au納米顆粒之間則通過合并的方式長大。對(duì)于Au納米顆粒的長大現(xiàn)象，我們認(rèn)為可以利用納米曲率效應(yīng)及電子束非熱激活效應(yīng)誘導(dǎo)的“擴(kuò)散”納米熟化進(jìn)行解釋。

5、　　 上述高能超快電子束輻照下Au修飾SiOx納米線以及SiOx納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性研究具有十分重要的技術(shù)指導(dǎo)意義，它明確指出了進(jìn)行適當(dāng)金屬納米顆粒修飾可以改善納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性及其納米加工。更重要的是，上述研究結(jié)果還具有十分重要的科學(xué)研究意義，它直接揭示了現(xiàn)有文獻(xiàn)中經(jīng)常忽略的表面納米曲率效應(yīng)和能量束超快誘導(dǎo)“聲子”軟模和“點(diǎn)陣”失穩(wěn)納米科學(xué)本質(zhì)問題，進(jìn)一步證實(shí)了表面納米曲率效應(yīng)和能量束超快誘導(dǎo)“聲子”軟模和“點(diǎn)陣”失穩(wěn)概念具有很強(qiáng)