納米材料制備方法ppt課件(已修改)
2025-04-03 05:54 本頁面
【正文】 一維納米材料的合成 ? 2022 年 , Appell 在 Nature 雜志上撰文寫道 : 納米線、納米棒亦或稱之為納米晶須 , 不管人們怎么稱呼它們 , 它們都是納米技術中最熱門的研究對象。由于一維納米結構在微電子等領域的特殊地位 , 毫不夸張地說 , 當今一維納米材料已經(jīng)成為了納米材料研究中最熱門的領域。 引言 ?一維納米結構是指在三維空間內(nèi)有兩維尺寸處于納米量級的納米結構。 一維納米結構包括納米線、納米棒、納米管、納米帶，由于其特殊的光、電、磁、電化學等性質(zhì)，被廣泛應用于催化、電極、電子器件等。 定義 ?近十年來 , 已經(jīng)發(fā)展了大量的一維納米材料的制備方法 , 但很多方法的生長機制都是相同的。按照生長機制的特點 , 我們粗略地將一維納米材料的制備分為三大類 :氣相法、液相法和模板法。 一 氣相法 ?在合成一維納米結構 ( 如納米晶須、納米棒和納米線等 ) 時 , 氣相合成可能是用得最多的方法。氣相法中的主要機制有 : 氣 液 固 ( Vapor— LiquidSolid, 簡稱 VLS) 生長機制、氣 — 固 (VaporSolid, 簡稱 VS) 生長機制。 VLS 機制 ? 在所有的氣相方法中 , 應用 VLS 機制的許多方法在制備大量單晶一維納米結構中應該說是最成功的。 VLS 機制要求必須有催化劑的存在 , 在適宜的溫度下 , 催化劑能與生長材料的組元互熔形成液態(tài)的共熔物 , 生長材料的組元不斷地從氣相中獲得 , 當液態(tài)中溶質(zhì)組元達到過飽和后 , 晶須將沿著固 液界面的擇優(yōu)方向析出。圖 1所示為哈佛大學的 Lieber 研究小組提出的以金屬納米團簇 ( 以 Au 為例) 為催化劑 , 以 VLS 機制生長半導體納米線 ( 以 Si 納米線為例 ) 的方案示意圖 。 ? 圖 1 金屬納米團簇催化法制備納米線過程示意圖 ? 這一生長機制的一個顯著特點是在生成納米線的頂端附著有一個催化劑顆粒 , 并且 , 催化劑的尺寸很大程度上決定了所生長納米線的最終直徑 , 而反應時間則是影響納米線長徑比的重要因素之一。基于催化劑輔助生長的VLS 機制 , 人們已經(jīng)成功地制備了單質(zhì)、金屬氧化物、金屬碳化物等眾多材料的納米線體系。這種合成方法為制備具有良好結構可控性的準一維納米材料提供了極大的便利。 ? 在 VLS 機制中 , 納米線生長所需的蒸氣既可由物理方法也可由化學方法產(chǎn)生 , 由此派生出一些人們所熟知的納米線制備技術。物理
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