（無機(jī)化學(xué)專業(yè)論文）形狀可控的金屬via族半導(dǎo)體的γ射線輻射法合成.pdf

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文 摘要 在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料制備技術(shù)中 v 一射線輻射法是 種技術(shù)特點非常鮮明的 方法 本研究將電離輻射技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體納米材料制備技術(shù)中 研究不問體系 與條件下 y 射線輻射法半導(dǎo)體納米材料的可控組裝行為 發(fā)展和優(yōu)化半導(dǎo)體納 米越料制罄瓤方法 經(jīng)過精心地構(gòu)思與巧妙的實驗設(shè)計 利用6 0 c ov 一射線輻射 技術(shù) 拳漶掌壓下分別成功地割蚤了半導(dǎo)體琉 硒 化物三維空心結(jié)構(gòu)靼空心球 硫 袋 億物豹一維結(jié)構(gòu) 二元黟三元硫化物豹納米球 并初步攘討了其影成豹 可能祝理及影響囂素 相關(guān)安驗燕應(yīng)蠲輻射純學(xué)新體系研究的有益探索與嘗試 率研究成果大大地豐富了輻射化學(xué)基礎(chǔ)理論知識 也為未來相關(guān)合成穩(wěn)茯踅要的 指導(dǎo)與參考 本論文主要內(nèi)容歸納如下 l 利用y 一射線輻射法 以水溶性贏分予p v p 為助劑 簡單一步過程獲得了半 導(dǎo) 他舍物c d s e 空心結(jié)構(gòu) 其壹經(jīng)大小為2 5 1 8 0 n m 壁厚在3 7 n m 之間 邋過巧妙豹設(shè)司 剝用 一雋寸線輟袈p m m a c s 2 e t h a n o l m 2 體系 m 2 n i p b 努潮制備出大小為5 0 0 r i m 整蓐為2 0 n m 均勻的蕊純鎳稻硫化鍛空心徽球 可以說 該途徑在制備空心徽球方面有一個待剮靜副新和突酸 2 鬻濕 豢壓下 以蝎離子表垂i 活撻刻c t a b 為結(jié)構(gòu)生長導(dǎo)囪轔助剎 步輻 射途徑成功圭鬯大批量涮備了大 j 均勻 攀分教牲好茲單是z n 0 六棱柱豹結(jié)均 分別討論了影響z n o 六棱柱形殘的三個重簧因素 鴦纖鋅礦鴦身靜結(jié)構(gòu) b c t a b 的作用 c 1 輻射時間 或輻照劑量 此外 以c t a b 為生長輔助劑 6 c c 條件下通過化學(xué)溶滾途徑剩務(wù)出完美 嫂整熬z n o 絨崠蓖影結(jié)構(gòu) 此方法簿單 茹行 且本實驗溢度是目前已報道能夠獲得z n o 納米花的最低灞度 還避一步 討論了可能形成z n o 花形結(jié)構(gòu)的機(jī)理 3 根據(jù)納米級金屬單矮在空氣中可能援易皺氧化的特性 設(shè)訓(xùn) 了籀單灼輻射 還蘸褥氧億的實驗路線 崩備出單分?jǐn)?shù) 陛豹攙南針狀繼米單晶m n 3 0 4 到基藏 這也楚首次報道這種獨特的形虢緒梅 利用蠹徑為1 0 0 n m 左右靜s i 0 2 納米球駢堆 積的空隙 在其空隙中首先填入p a m 凝膠 進(jìn)而得n s i 0 2 p a m 樓板 然后將該 模板放入含有n i s 0 4 6 h 2 0 s nn a z s 2 0 3 5 h 2 0 溶液中浸泡至溶脹平衡 接著把溶漲 中豳科學(xué)技術(shù)丈擘博士學(xué)位論文 平衢的溶液放進(jìn)鈷源室輻照達(dá)最佳劑量 反應(yīng)結(jié)榮后 通過h f 溶液浸泡和高溫 加熱的方法依次除去s i 0 2 年口p a m 模板 最終成功地制各出n 1 3 s 2 單晶納米線 4 落離予型表面活性劑p v p 在水溶液中會彤成域形膠團(tuán)或膠柬 設(shè)計并剎用 其內(nèi)部的生長空間 在y 射線作用下 成功地合成了i i v i 族半導(dǎo)體化合物的 二元和三元硫化物單分散性的納米球 制各的z n s c d s 和c d o8 1 z n o1 9 s 球的大 小分別為1 0 0 n m 5 0 n m 和1 5 0 n m 左右 a b s t r a c t i nt h ep r e p a r a t i o no fs e m i c o n d u c t o rs t r u c t u r a lm a e r i a l s r a yi r r a d i a t i o nr o u t ei s o n ek i n do fa p p r o a c ht h a th a su n i q u ec h a r a c t e r i s t i ci ns y n t h e s i st e c h n i q u e i nt h i s d i s s e r t a t i o n s e m i c o n d u c t o rs u l f i d e s s e l e n i d e s t h r e e d i m e n s i o n 3 d h o l l o w s t r u c t u r e sa n dh o l l o ws p h e r e s s u l f i d e s o x i d e 1 dn a n o s t m c t u r e s b i n a r ya n d t e m a r y s u l f i d en a n o s p h e r e sh a v eb e e ns u c c e s s f u l l yp r e p a r e dt h r o u g h i r r a d i a t i o nr o u t ea t r o o mt e m p e r a t u r ea n du n d e ra m b i e n tp r e s s u r ew i t hv e r ys m l l n le x p e r i m e n t a ld e s i g n t h ep o s s i b l ef o r m a t i o nm e c h a n i s m sw e r ep r o p o s e d a n ds o m ef a c t o r sa f f e c t i n gt h e f o r m a t i o no f n a n o m a t e r i a l sm a ds t r u c t u r e sw e r es t u d i e d t h i si sap r o f i t a b l ep r o b ea n d a t t e m p to nn e ws t u d y i n gs y s t e m sf o rr a d i a t i o nc h e m i s t r ya n dt e l a t e di m p o r t a n t r e s u l t se n r i c hb a s i ct h e o r i e so fr a d i a t i o nc h e m i s t r y i t sh o p e dt op r o v i d es i g n i f i c a n t r e f e r e n c ea n dg u i d ef o rt h er e l a t e dp r e p a r a t i o no fo t h e rm a t e r i n a l si nt h ef u t u r e t h e d e t a i l sa b o u to u rj o ba r es t a n m a r i z e da sf o l l o w s 1 c a d m i u ms e l e n i d eh o l l o ws t r u c t u r e sf w i t h2 5 i8 0 r a ni np o r ed i a m e t e r 3 7 r a n 誑w a l lt h i c k n e s s h a db e e ns u c c e s s f u l l yg o t 證o n e s t e pb yy i r r a d i a t i n gp v p p o l y m e r s o l u t i o ns y s t e ma tr o o mt e m p e r a t u r e n i c k e ls u l f i d ea n dl e a ds u l f i d eu n i f o r mh o l l o w s p h e r e s s 0 0 n mi nd i a m e t e ra n d2 0 0 n mi nt h i c k n e s so fs p h e r es h e l l h a db e e n s u c c e s s f u l l ys y n t h e s i z e db y 一i n a d i a t i n gp m m a c s 2 一e t h a n 0 1 m 2 m 2 n p b 2 s y s t e m s t h ei n f l u e n c e so nt h es i z ea n dm o r p h o l o g yo f t h ep r o d u c t sw e r ea l s os t u d i e d t h es u c c e s s f u lp r e p a r a t i o no fh o l l o ws p h e r e si nl a r g es c m eu n d e rm i l dc o n d i t i o n s c o u l db eo f i n t e r e s tf o rb o t ha p p l i c a t i o n sa n df u n d a m e n t a ls t u d i e s 中國載舉技術(shù)大學(xué)搏士學(xué)靛論文 t h es u c c e s s f u lp r e p a r a t i o no fh o l l o ws p h e r e si n l a r g es c a l eu n d e rm i l dc o n d i t i o n s c o u l db eo f i n t e r e s tf o rb o t ha p p l i c a t i o n sa n df u n d a m e n t a ls t u d i e s 2l a r g e s c a l es i n g l e c r y s t a l l i n ez n o h e x a n g u l a rp r i s m sw e r es u c c e s s f u l l yp r e p a r e d t h r o u g has i m p l e i r r a d i a t i o nm e t h o d a tr o o mt e m p e r a t u r ea n du n d e ra m b i e n t p r e s s u r e t h r e ef a c t o r s t h ez n o s t r u c t u r e t h ee f f e c to fc t a ba n dt h ei r r a d i a t i o nt i m e o ri r r a d i a t i o nd o s e sw e f ed i s c u s s e dh e r e u n i f o r ma n db e a u t i f u ls i n g l e c r y s t a l l i n e z n on a n o f l o w e r sh a db e e na l s o s u c c e s s f u l l yp r e p a r e df o rt h ef i r s t t i m eb ya l l i n t e r e s t i n gc h e m i c a ls o l u t i o nr e a c t i o nr o u t ew i t hc t a b a s s i s t e dr o u t ea t6 0 c 3 as i m p l er e d u c t i o n o x i d a t i o nr o u t ew a sd e s i g n e dt o p r e p a r es i n g l e c r y s t a l c o m p a s s s h a p e d 8 0 n mi nm i d d l ew i d t ha n d2 0 0 r i mi nl e n g t h m n 3 0 4 h a u s m a n n i t e a r o o mt e m p e r a t u r ea n du n d e ra m b i e n t p r e s s u r e t h er e a c t i o n sc o n t a i nt w o s t e p f i r s t m n i sr e d u c e di n t om na t o m sb y7 r a yi r r a d i a t i o n t h e nm na t o m sa r eo x i d i z e di n t o m n 3 0 4i na i r s i n g l e c r y s t a ln i c k e ls u l f i d e n i 3 s 2 1n a n o w i r e s 1 5g mi nl e n g t ha n dl 幸 n mi nw i d t h w e r es u c c e s s f u l l ys y n t h e s i z e df o rt h ef i r s tt i m ei nt h es i l i c o nd i o x i d e s i o z n a n o s p h e r e sg a p sw h i c hw e r ef i l l e dw i t hp o l y a c r y l a m i d e p a m g e lb ya s i m p l eg a m m a i r r a d i a t i o na p p r o a c h 4 t h r o u g hs k i l l f u ld e s i g n m o n o d i s p e r s e db i n a r y x s x z n c d a n dt e r n a r y c d 0s j z n 0j g sn a n o s p h e r e sw e r es u c c e s s f o i l ys y n t h e s i z e di nt h ep v ps o l u t i o nb y 3 i r r a d i a t i n ga tr o o mt e m p e r a t u r e t h ed i a m e t e r so fz n s c d sa n dc d o8 1 z n o1 9 s n a n o s p h e r e sa r ea b o u t1 0 0 n m 5 0 r m aa n d1 5 m lr e s p e c t i v e l y 中酎科學(xué)技術(shù)火學(xué)博士學(xué)位論文 第一章納米半導(dǎo)體材料及y 一射線輻射法制備納米 材料的研究進(jìn)展 l 1 弓i 富 納米科學(xué)技術(shù)n s t n a n o s c a i es c i e n c e t e c h n o l o g y 跫上個嫩紀(jì)八十年 弋 末 九十年代初才發(fā)展起來的 在納米尺度 0 1 到1 0 0 納米之間 上研究物質(zhì) 黷括磊予 分子瓣操繳 弱娉犍j 瑟穩(wěn)互饞蠲 奠及列強(qiáng)這些特性熬多學(xué)科交叉 的科學(xué)和技術(shù) 中國古代街學(xué)家韓非子 公元前2 8 0 2 3 3 曾說 凡物之有 形囂 荔裁氌 易裁也 倚暖論之 旁形 潮有短長 毒短長列畜大小 這說 明 物質(zhì)燕有大小之別 另一位先囂孫龍 公元前3 2 5 2 5 0 日 一尺之棰 日取萁半 萬世不竭 用現(xiàn)代科學(xué)譜言來說 可啦瑗解為物質(zhì)的無黻可分穗 如 果我們關(guān)注一下 搓 本身的性質(zhì) 就會發(fā)現(xiàn) 當(dāng)把它截到 定程度時 會發(fā)生根 本性的變化 現(xiàn)在我們知道這個 程度 就是納米尺度 這應(yīng)該是疑早的有關(guān)納 寒豹蜇學(xué)爨考f 二卡世紀(jì)五十年代 美潮著名鸛物理學(xué)家 諾貝爾獎獲得者 r i c h a r dpf e y n m a n 在一次著名的演講中提出了逐級縮小生產(chǎn)裝置 直至能按人 們懿意志安簿一令個蒙予穢分子采糖袋薊洙結(jié)茲攀元豹天考設(shè)想 送入六卡年 代 人們開始了對分立的納米粒子進(jìn)行了真正有效的探索和研究 七十年代后期 德鬻克斯勒成立了縭米瓣學(xué)拄術(shù)研究縫 1 9 8 1 年 美國i b m 公司在瑞 蘇黎篷 的實驗室的o e r db i n n i n g 教授和h e i n r i c hr o h r e r 博士共同研制成功了第一臺掃 描隧道顯微鏡 s c a n n i n gt u n n e lm i c r o s c o p e s t m 1 2 1 使人們能夠直接觀察藤子 勢糍通過s t m 對辣子 分子進(jìn)行操縱 對納米科技的發(fā)展產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作 用 1 9 9 0 年7 月 在美國巴爾的摩召開了篇一屆因際納米科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)會議 這辣恚著綏寒辯學(xué)技術(shù)儔為 令豢興款領(lǐng)域正式形戲 囂裁 納卷熱風(fēng)摩全球 納米科學(xué)技術(shù)開創(chuàng)了人類文明的薪時代 你能想象 出 納米衛(wèi)星 蚊子導(dǎo)彈 袖珍飛機(jī) 螞蟻士兵 間諜革 等簿縭米武器充1 零瓣戰(zhàn)爭楚贊么斃豢鳴 你戇想象爨皺寒楓囂久邀游于人體微 觀世界 隨時清除人體中的一切有密物質(zhì) 保持人體健康的驚喜嗎 納米科學(xué)技 中黼科學(xué)技術(shù)大學(xué)蹲士學(xué)位論文 術(shù)將成為下一個技術(shù)革命時代的核心 對社會 經(jīng)濟(jì)以及國家安全產(chǎn)生重大影響 因而翁米技術(shù)一蹬現(xiàn) 許多潛家鑊將其巍為 關(guān)鍵技術(shù) 范蠶 投入匿資送 行磺究開發(fā) 美國從1 9 9 1 年開始 藏把納米技術(shù)列為 玻摩關(guān)鍵技術(shù) 鞠 2 0 0 5 年戰(zhàn)略技術(shù) 僅2 0 0 0 年的預(yù)算就高達(dá)5 億美元 日本每年投入2 億美元用于 納米科技 并將其列為4 大基礎(chǔ)科技項目之 德國著手建立6 個政府與企業(yè)聯(lián) 合的研發(fā)中心 并開啟國家級研究計劃 法國授浚8 億法郎建立擁有3 5 0 0 名研 究人員的縭米技術(shù)發(fā)明中 鑫藏 縫米技術(shù)以逐猛懿速度發(fā)展著 基本豐蟹公 司綏裝了一霸米粒大小運轉(zhuǎn)自如灼汽車 德潮科學(xué)家制成了一架黃蜂大小的壹丹 機(jī) 美國研制的微型發(fā)動機(jī)小得驚人 5 立方厘米的空間里能裝下1 0 0 0 臺 利 用這種微型發(fā)動機(jī)制造的機(jī)器人 醫(yī)生 可進(jìn)入人體真腸 等等 眾多的發(fā)明成 果掇醒人們 2 l 世紀(jì)將是 納米時代 磁如錢學(xué)森院士所言 納米左右和 縫米以下豹結(jié)鞠褥是下一除段科技發(fā)袋豹特點 會是一次技術(shù)革愈 麩曩 將是二 十一世紀(jì)妁又一次產(chǎn)業(yè)革命 縭米科技靜繇究之繇以翔戴萼l(xiāng) 入 雯霾 楚因為它潛在靜應(yīng)羯份緩和可 繪a 類文明帶來數(shù)眨大影響 例如 利用納米材料的尺寸效應(yīng)和納米結(jié)構(gòu)單元 可以 研制出高密度磁存儲介質(zhì)隊光電子開關(guān) p h o t o c o n d u c t i v es w i t h j 光電 池 p h o t o c e l t 微型激光器 m i c r o l a s e r f 以單電子隧穿過程為基礎(chǔ)的數(shù) 字邋輯電路 d i g i t a lc i r c u i t 嘲 甚至功髓強(qiáng)大的薪 代電子計算豐凡甌勇外 縭米技術(shù)可以餃鎊惑器茲炎敏度耱選攆洼褥剿掇大載致善 1 0 1 通過敬善繼化性 能可能使化學(xué)工業(yè)和環(huán)保技術(shù)愿到飛速發(fā)展f l 納米縷構(gòu)基元和生物分子體系 結(jié)合而衍生的納米生物學(xué)將在仿生材料 納米電予器件和疾癇診斷的研究中發(fā)揮 重要作用舊 目前 納米科學(xué)技術(shù)所涉及的主要研究領(lǐng)域包括 納米物璉學(xué) 納米化學(xué) 綱米材科學(xué) 納米壘物學(xué) 縭米逛學(xué) 納米龜子學(xué) 翁米糯工學(xué) 以 及納崠力學(xué)等等 以下烽分別繪予筏述 1 2 納米科技的研究領(lǐng)域 1 2 1 納米物淫學(xué) n a n o p h y s i c s 納米耪理學(xué)是奩納寒蹙閨 01 到1 0 0 縭米之閩 醭究毫子 瘴孑弱努予粒 運動翹德和物理特性 它怒在現(xiàn)代物理學(xué)與離技術(shù)楣結(jié)合的纂礎(chǔ)上麗誕生的一門 中尉科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文 基礎(chǔ)研究與應(yīng)用探索緊密聯(lián)系的新型學(xué)科 艇研究內(nèi)容有主要包括 電子能綴的 不連續(xù)縫 量子尺寸效應(yīng) 裘囂效應(yīng) 小尺寸效應(yīng) 庫侖毽塞與量子隧穿以及宏 觀縫子隧道效應(yīng)等 1 電子能級的不連續(xù)性 金屬趣微粒費米面附j(luò) 廈電子的熊態(tài)分布與通常的塊材建不同的 1 3 當(dāng)粒子 尺寸進(jìn)入趑微粒量綴時 由于量子尺寸效應(yīng) 原大塊企屬的準(zhǔn)連續(xù)能綴發(fā)生分裂 小顆粒大繁臺僖豹戇態(tài)基于兩點瑕設(shè) 1 麓薺費米滾體瑕設(shè)幫 2 微粒電中性假 設(shè) k u b o 認(rèn)為對于一個超微粒子 取走或放入一個電子都是十分困難的 因而 攝穗了燕下萋名懿公式 艿 生 v i 1 1v1 艿 二 和 t k t 當(dāng)量子點的尺寸為ln m 時 可以在室溢下避 亍礁察 當(dāng)鲞子點瓣尺寸為卡凡翁米時 藏必臻在滾氮渥痰一f 才 能觀察了 6 宏觀量子隧道效應(yīng) m a c r o s c o p i cq u a n t u mt u n n e l i n ge f f e c t 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文 鐓滋粒子其畜賽穿勢壘懿能力設(shè)稱為醚逢效應(yīng) 運年聚 久翻發(fā)裁一些宏凌 量 例如 微粒的磁化強(qiáng)度 量子相干器件中的磁通量以及電荷等也具有隧道效 應(yīng) 宅飼可醴霧越宏鼴系統(tǒng)中豹勢壘莠產(chǎn)圭變化 髂為宏鼷量子隧邋效瘟 宏躦 量子隧邋效應(yīng)的研究對基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究都有著重要的愆義 比如 人們發(fā)現(xiàn) f e n i 薄貘中贍蹙運動速瘦在低于蘩 糖界懣發(fā)時基本上與溫度無關(guān) 這是翻 為在低漱狀態(tài)下 量子力學(xué)的零點振動可以起著熱起伏 從而導(dǎo)致零度附近微粒 磁化矢嫩的重新取向 并保持有限的弛豫時間 即在絕對零度附近仍然存在非零 的磁化反轉(zhuǎn)率 利用量子隧穿效應(yīng)和庫侖堵塞可既設(shè)計下 代的縭米結(jié)構(gòu)器件 如單電子晶體管和量子開關(guān)等 2 3 1 2 2 納米化學(xué) n a n o c h e m i s t r y 納淶科技的笈篷給傳統(tǒng)化學(xué)握蹬了許多新的諜題 同辯也為純學(xué)自身的發(fā)袋 提供新的機(jī)遇 納米化學(xué)就怒在這樣的背景下 作為化學(xué)的 個新分支而誕生的 瑗還稷雅繪霸米傀學(xué)下一個嚴(yán)格酪定義 可以談為納寒化學(xué)蹩繇究翁崠毽賽中瓣 各種化學(xué)問題 是關(guān)于納米粒子的合成 表征及化學(xué)性質(zhì)為研究對漿的科學(xué) 蚋 寒輯耪愆裁薔方浚 按反應(yīng)鎊獲態(tài)霹分兔于法秘漫法 蒙鍘鎣豹手段可分為物遐 法 化學(xué)法和物理一化學(xué)法 按制備原料的狀態(tài)分為氣相法 液相法和固相法 近 a 年來 又發(fā)展了一些薪的潮備納米材料的方法 龍其緣照組裝技術(shù) 本文將予 以重點闡述 a 圈秘反應(yīng)法 固相法是通過從固相到圍相的變化來制備粉體 固相法的原料楚固體 所得 國媚粉體產(chǎn)品和最紉國摺原料可瞄是統(tǒng) 物質(zhì) 也可以不楚統(tǒng)一物質(zhì) 固相反應(yīng) 法中最媳型的是反應(yīng)球磨技術(shù) r e a c t i v eb a i lm i l l i n g 它是利用金屬或合金粉 末在球麟過程中與其它單質(zhì)戲化合物之問的化學(xué)反應(yīng)而制備出所需材料的技術(shù) 球磨技術(shù)制各納米金屬和含會結(jié)構(gòu)材瓣其有產(chǎn)麓離 工藝簡單等優(yōu)點 其不足之 處是尺寸不均勻 易引入雜質(zhì) 早在1 9 8 8 年 耐能球磨制備a 1 f e 納米晶首先被 報道 2 鬟 隨后離麓踩露技術(shù)躐備翁米毒芎料的礤究被廣泛瓣重視 彀繕了大鬃靜 成果 2 6 2 8 反應(yīng)球磨制備技術(shù)可分為兩類 一慰機(jī)械誘發(fā)自蔓延商溫合成反應(yīng) s h s s d f p r o p a g a t i n gh i 蚤一t e m p e r a t u r es y m h e s i s 萁孕彎麓耷一麓熬熱反應(yīng) 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文 舅一類麓無羈顯藏?zé)犰o 其反應(yīng)過程緩潼 一般認(rèn)為毫 球蘑過程愚 令鞭粒鵜 環(huán)剪切變形的過程 該過程中 在大晶粒的顆粒內(nèi)部不斷產(chǎn)生品格缺陷 從而導(dǎo) 數(shù)顆粒棗大角疫暴器懿重藜綴合 健鬏越麥晶裁尺凌可下降l 妒一1 0 4 數(shù)量級 遺 一過程在f e 基 n i 基合金中已經(jīng)得到證實 2 越外 通過外磁場的誘導(dǎo)及高能 蘧瘩過穩(wěn)中氣氛的控制 使渡方法褥以發(fā)展 另辨 人們?yōu)榱烁淖兗{米微粒表黼 的結(jié)構(gòu)和狀態(tài) 賦予微粒新的技能 對納米微粒表面進(jìn)行修飾 納米微粒表面修飾 技術(shù)是 門新興學(xué)科 該技術(shù)就是利用物理 化學(xué)方法改變納米微粒表面結(jié)構(gòu)軍口 狀態(tài) 使粒子的穩(wěn)鷹 流動 雯和電氣性褥到改善 實現(xiàn)人們對納米表磷的控制 b 渡翊反應(yīng)法 液相反應(yīng)法是目前被使用得最多得制備方法 它是通過溶液中不同分子和離 子閩款反應(yīng) 產(chǎn)生閹俸產(chǎn)物 通過控制反應(yīng)物的濃度 反應(yīng)溫度等試驗條件 就 能使固體產(chǎn)物的顆粒尺度達(dá)到納米量級 優(yōu)點是w 以不惜助復(fù)雜的設(shè)備 僅通過 簡單的液楣過程就能實現(xiàn)對材料的裁翦 液相反應(yīng)法所涉及的化學(xué)反應(yīng)是多種多 樣的 包括聚合反應(yīng) 絡(luò)合反應(yīng) 還原反應(yīng) 水解反應(yīng) 愛分解反 陂等等 本節(jié) 就液相反應(yīng)法所涉及的水熱 溶劑熱濁 溶膠一凝膠法 微乳液法 沉淀法 輻 射仡學(xué)法 戩及毫化學(xué)法律麓要靜奔綏 1 水熱 溶劑熱法f h y a r o t h e r m a lo rs o l v o t h e r m a ls y n t h e s i s 水熱 溶劑熱法是近年來無視化學(xué)與材辯純學(xué)領(lǐng)域涌袋出來酶菲需有發(fā)震懿 途的合成技術(shù)之一 對合成納米新材料具有重要意義 水熱合成法懸指在特制的 密閉愛黢器 意瑟釜 中 采用東溶液終為愛應(yīng)體系 逶邋潞反應(yīng)體系蕊熱 在 反應(yīng)體系中產(chǎn)生一個高溫 一般在1 0 0 1 0 0 0 之間 高壓 一般程1 一l o o m p a 范霾 豹繇境下舔送萼亍無 j r 合威與秘辯凝善豹一跨有效方法 3 0 3 1 l 在承熱法中 水由于處于高溫高壓狀態(tài) 可在反應(yīng)中起到兩個作用 壓力的傳媒劑 在高壓下 絕大多數(shù)反應(yīng)物均能完全 躐部分 溶鼴于水 可使反應(yīng)在接近均榴中迷行 從 而加快反應(yīng)的進(jìn)行 按研究對象和目的的不同 水熱法可分為水熱晶體生長 水 熱合成 水熱處理和水熱燒絡(luò)等 水熱法引起人們廣泛關(guān)注的主要原嘲是 1 水 熱法采廂中溫液桷控制 能耗相對較低 適用讖廣 既可精于超徽張子的制備 也可得到尺寸較大的單晶 還可以制備無機(jī)陶瓷簿膜 2 原料相對廉價易得 串藩科學(xué)技術(shù)夫舉博士學(xué)位論文 反應(yīng)在液相快速對流中進(jìn)行 產(chǎn)率高 物相均勻 純度離 結(jié)晶良好 并且形狀 大小可控 3 在承熱法過程中 可蘧遘調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度 垂力 處遴時耀 溶滾 成分 酬嬗 游驅(qū)甥和礦化剜的穢類簿困豢 寒達(dá)到有效地控制反應(yīng)和晶體生 長特性的目的 4 反應(yīng)在密閉的容器中進(jìn)行 可控制反應(yīng)氣氛而形成合適的氧 化還原反應(yīng)條件 獲得某魑特殊的物相 尤其有利于有毒體系中的合成反應(yīng) 這 樣可以盡可能地減少環(huán)境污染 水熱法作為無杌裙耩合成和晶體生長的鬟要方法 之一 在搴萼學(xué)繇究莘露互晶體生長中己坡廣泛應(yīng)震 應(yīng)用這秘方法已含袋了許多現(xiàn) 弋無枧專耋料 包括磁性材料 微孔材料 快離子母體 化學(xué)傳感材料 復(fù)合氧化 物陶瓷材料 非線一睫光學(xué)材料 復(fù)合氟化物材料和金剛石等 b i 3 8 此外 水熱合 成在生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)中也有重要應(yīng)用 然而 水熱法也存在其局限性 最明盛 的 個毓點就楚 該法往往只逶糟于對氧純耪榜辯或少數(shù)對承不鏃敏感靜巰純物 懿鍘鍪鞠楚理 露黠其恕一些易承磐鴕純會物 熱i i i v 族半導(dǎo)體割備裁不適髑 了 這些問題的出現(xiàn)促成了溶劑熱合成技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 溶劑熱合成技術(shù)是 近年來才發(fā)展起來的中低溫液相制備固體材料的新技術(shù) 在溶劑熱合成過程中 溶劑除了作為壓力傳遞介質(zhì)外 還具有其它方法無法替代的特點 首先 溶劑熱 合藏可隧有效縫柱絕前驅(qū)物 產(chǎn)物靜承解和氧純 有利于合藏反應(yīng)煞糇葦霉送行 其次 溶剜熱喜奉系是實現(xiàn)耪料形狀控鍘茲羹要手段 漆剡熱體系的低濕 毫噩 溶液條件 有利于生成具有晶型完美 規(guī)則取向的晶體材料 且合成的產(chǎn)物純度 高 通過選擇和控制反應(yīng)溫度和溶劑可制得不同粒徑的納米材料 尤其是當(dāng)在溶 劑熱體系中輔佐以高分子 表面活性劑等手段 對材料的形狀具有有效的控翻作 籍 再次 溶粼熱最實臻褥臻耱裙合藏熬羹要方法 在溶裁熱落系孛反應(yīng)物處于 分子或膠體分子狀態(tài) 反應(yīng)活性童 因此可替代菜些固相反應(yīng) 鍵進(jìn)低游和軟化 化學(xué)的發(fā)展 實現(xiàn)一些新的化學(xué)反應(yīng) 并且由于體系化學(xué)環(huán)境不同 可能形成在 常規(guī)條件下無法獲得的亞穩(wěn)相產(chǎn)物 3 9 4 0 i 該方法在合成離子交換劑 新功能材料 及旺穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)材料的合成等方酹其有廣闊的應(yīng)用前景 在優(yōu)擎與材辯群學(xué)界弓 起 了廣泛豹關(guān)注1 4 1 4 2 特別楚在一些囂禁結(jié)構(gòu)材辯 三終結(jié)攙磷酸蕊型分子簿 二 維層狀化合物 以及一維鍵狀結(jié)構(gòu)等人工材料的合成方面取德了巨大的成功 在 此基礎(chǔ)上又發(fā)展出溶劑熱合成零維量子點和一維量子線的新技術(shù) 2 溶膠 凝黢法 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文 溶膠一凝膠法楚二十世紀(jì)下半葉發(fā)展越來的一種制備玻璃 陶瓷等無機(jī)材料 懿繇工藝 避年來祓廣泛翹瘸子割套納米毒 瓣 其黧零覆理楚穆金鬟簿婪經(jīng)過溶 液 溶膠或凝膠固化 再經(jīng)熱處理除去有機(jī)成分后 體積大大收縮 得到無機(jī)納 米材料 通過該方法制備獲得地材料很多 例如s i 0 2 t i 0 2 硅酸箍 蘸酸鹽 鐵酸楚幫箕宅鑭系鏃系元素地復(fù)臺鍍純物等1 4 潞姣一凝膠法具蠢窟縫度 化 學(xué)均勻性好 顆粒細(xì)及溫度低等優(yōu)點 但也有燒結(jié)性差 干燥收縮大等缺點 它 在鬻薪壓毫 熬毫鬻瓷 越警材瓣 辮瓷鑫綏 薄聚 催純剃載藩等方囂起麓重 要作用 3 微乳法 鐓囂法楚一靜j 常毒效鵑裁各一維縮米櫥精瓣方法 蠡1 9 8 2 年 薔次被應(yīng) 用制備納米材料后p 該滋就一直受到人們的重視 通常 微乳液是由表西活 性劑 助表面活性劑 通常為醇類 水和油類 通常為碳?xì)浼兩崤?縫成的透明 各肉同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系 油包水 w o 微乳液中反相膠柬中的 水池 w a t e r p 0 0 1 或稱液滴 d r o p l e t 為納米級空間 以此空間為反應(yīng)場所可以合成卜1 0 0n m 懿納袋微粒 暇挖騫人稱萁為反期膠囊微反應(yīng)器 r e v e r s em i c e l l e m i c r o r e a c t o r t 4 耕 由于微乳液屬于熱力學(xué)穩(wěn)定體系 在一定條件下膠束具有保持 特定穗定 l 尺寸豹特洼 幫餒藪裘穗能重額縫臺 這類似予生滋纓飚豹一些功能 如自組織性 自復(fù)制性 這些 微反應(yīng)器 擁有很大的界面 是非常好的化學(xué)反 應(yīng)介質(zhì) 和箱這些徽反應(yīng)器進(jìn)行億學(xué)反應(yīng) 觜于縮米暈季瓣靜蒲l 備 餒成孩生長過 程崗限在一個微小的范圍內(nèi) 粒子的大小 形態(tài) 終構(gòu)等都受到微反應(yīng)器的組成 與結(jié)構(gòu)的影響 為實現(xiàn)納米粒子的人為調(diào)控提供了有利的手段 近年來 a 們把 表囂活娃剝粒有序體系發(fā)襞成為一炎新穎姻納米材料制備方法 已廣泛地用于納 米材料的制備 例如利用陽離子或陰 陽離子混合表面活性荊形成的反向膠榮己 嗣器了一系列無梳麓類 甥比蟄藏更 j 維量子線壽才辮 是撂戴凌僅在一令方勻可以壹由運秘 露在另 外兩個方向則受到約束 零維嶷子點 o d 材料 魁指載流子在三個方向上的 運動都要受到約束的末季辯體磊 郾電子在三個維度上靜能量酃是量予位懿 納米半導(dǎo)體材料是一種自然界不存在的人工設(shè)計制造的 通過能帶工程實 施 新型半導(dǎo)體材料 它具有與體材料截然不間的性質(zhì) 隨著材料維度的降低和 縫穆裝瑟尺寸熬墩棗 1 0 0 r i m 量子足寸效應(yīng) 麓子于涉效應(yīng) 量子隧窮效 應(yīng) 庫侖阻塞效應(yīng)以及移體關(guān)聯(lián)和非線性光學(xué)效應(yīng)都會表現(xiàn)得越來趟明顯 這將 從更深的層次揭示出魏采半導(dǎo)俸材料掰特有釃新現(xiàn)象 新效應(yīng) t f l 3 e m o c v d 技術(shù) 趣微細(xì)離子束注入加工和電子柬光刻技術(shù)等的發(fā)展為實現(xiàn)納米半導(dǎo)體材料 的生睦 制備以及納米器件 共振隧穿器件 艟子干涉晶體管 量子線場效應(yīng)晶 傣管 摹邀子翕體警幫攀龜子券穗器以及量予點激光器 徽黢激光囂等 熬磅到 創(chuàng)造了條件 這類納米器件以其固有的超高速 1 0 2 1 0 1 3 s 超高頻 1 0 0 0 g h z 高集成度 1 0 元器件 c m 高效低功耗和投 氐闕值電流密 發(fā) 亞微安 援葛量子效率 高豹調(diào)制速度與極窄帶寬以及高特征溫度等特點 在未來的納米電子學(xué) 光子學(xué)和光電集成以及u l s i 簿方面商著極其重要應(yīng)用前 蘩 稷有霹匏融發(fā)薪的技術(shù)革命 藏為2 l 氆 芝信蠹技零懿支柱 美 鏊 囂敬等 工業(yè)發(fā)達(dá)國家先后集中人力和物力建立了數(shù)十個這樣的研發(fā)中心或?qū)嶒灮?特 別是美國 于2 0 0 0 年初提出了納米技術(shù)倡議 2 0 0 1 年撥出?？罱? 億美元 舶速 1 7 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文 縭米科學(xué)技術(shù)懿磷究開發(fā)步伐 力蠶在2 l 毽琵裙s 在這一繇興戇高秘技領(lǐng)域占主 導(dǎo)地位 1 3 3 弗導(dǎo)俸納淤結(jié)構(gòu)懿髓餐技本 半姆體納米材料 結(jié)構(gòu) 的發(fā)展很大程度上是依賴材料先進(jìn)生長技術(shù) m b e m o c v d 等 和精細(xì)加工工藝 電子袋 聚焦離子柬和光粼技術(shù)等 的進(jìn)步 先 簡單介緇m b e 和m 0 c v d 技術(shù) 進(jìn)而介紹如何將上述兩種技術(shù)結(jié)合越來實現(xiàn)納米 量子線秘量子點結(jié)褥毒李辯豹制備 然菇對近年來褥弱迅速發(fā)震靜應(yīng)交整縫裝鑭套 量子點 線 和量子點 線 陣列方法進(jìn)行重點討論 最厝對其它制備技術(shù)也將 熱瞄麓蘩分紹 1 分予束外延 m b e 技術(shù) 1 0 i 1 3 m b e 技術(shù)實鞲上是超燕真空磊 譬下 對分子戴原子震源瑚襯底灄發(fā)加以壤 密控制的薄膜蒸發(fā)技術(shù) 通常認(rèn)為m b e 材料生長機(jī)理與建立在熱力學(xué)平衡條件 下的液棚外延 l p e 技術(shù)等不同 即是說分子 原子 柬在襯底襲疆上發(fā)生的 過程是鼴動力學(xué)支配的 研究表明 m b e 生長過程實際上是一個其有熱力學(xué)和 動力學(xué)同時并存 相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng) 只有在由分子束源產(chǎn)生的分子 原子 柬不 受碰攆魂直接噴辯到受熱的涪凈襯贏襲囂 在表囂上遷移 寢辮或瀵過反射或艇 附過程離開表面 而在襯底表面與氣悉分子之問建立一個準(zhǔn)平衡區(qū) 使晶體生 長過程按近予熱力學(xué)平衡條停 繇傻每一個縫臺弱菇格中豹覆予都麓選擇羈一令 自由能最低的格點位置 才能生長出高質(zhì)量的m b e 材料 m b e 與其它傳統(tǒng)生長技拳 l p e v p e 等 據(jù)斃煮誨多優(yōu)點 如在系絞中 配置必隳的儀器便可對外延生長的表耐 生長機(jī)理 外延層結(jié)晶質(zhì)量以及電學(xué)性 溪進(jìn)彳亍原位檢測鄹詳訪 它的生長速率慢和噴射源柬流的精確控制京剎于獲褥越 薄層和單原子層界面突變的并質(zhì)結(jié)構(gòu) 通過對合金組分和雜質(zhì)濃度的控制 實現(xiàn) 對其能帶結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)的 人工剪裁 從麗制各出各種復(fù)雜勢能輪廓和雜質(zhì) 分布的麓薄層微縮構(gòu)材料 目前 除研究型的m b e b 生產(chǎn)型的m b e 設(shè)備也已有商品出售 1 1 r i b e r s m b e 6 0 0 0 和v g s e m i c o n sv 1 5 0m b e 繇統(tǒng) 每妒爵生產(chǎn)4 6 英寸 9 4 英寸或4 5 2 英寸片 每爐裝片能力分別為8 0 6 萸寸 1 8 0 4 英寸片f f 1 6 4 6 英寸 1 4 4 4 英寸片 a p p l i e de p im b e sg e n 2 0 0 0m b e 系統(tǒng) 每爐爵生產(chǎn)7 6 茭寸冀 每妒裝片戇力 中困利學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論史 毫這t 8 2 6 英寸篾 m b e i d 丕有利于同其它微細(xì)加工技術(shù)如超微細(xì)離子注入技術(shù) 捆描隧道電鏡 s t m 鼓東 毫予囊曝光鼓術(shù)褻反應(yīng)建子劐鑲及萁圖形優(yōu)生長菠零耀綞臺 以 期實現(xiàn)近年來倍受重視的納米量子線 量子點材料的制備 2 金屬有機(jī)物佬學(xué)氣援淀軟 m o c v d 技術(shù) 1 0 4 1 0 5 3 m o c v d 或m o v p e 是和m b e 同時發(fā)展超來的另一種先進(jìn)的外照生長技術(shù) m o c v d 是用氫氣將金屬有機(jī)化臺物蒸氣和氣杰非金屬氫化物經(jīng)過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)邀 入反應(yīng)警加熱扮襯底上 通過熱分解反應(yīng)而最終在其上生長出鄉(xiāng) 延滕的技術(shù) 它 的生長過程涉及氣相和固體表面反應(yīng)幼力學(xué) 流體動力學(xué)和質(zhì)量輸運及其二者相 互耦會羽復(fù)雜過穩(wěn) m o c v d 是在常藤或低壓 t o n 量級 下生長瀚 氫氣攜帶 的金屬有機(jī)物源 盤d i i i 族 在擴(kuò)散通過襯底表面的停滯氣體層時會部分或全部分 解或l i l 旋囂子 在樹癮表瑟運動迂移翔合適黎燕疆位姜 并攘獲在褥底表蟊已熱 解了的v 族原子 從而形成i i i v 族化合物或臺金 在通常溫度下 m o c v d 生 長速率主要是麥f 聯(lián)蔟金震有掇分子遙逯 邊器綏 荸滯瑟粒擴(kuò)教速率寨決定懿 一般來說 為了得到較好質(zhì)艟的外延艨 生長條件要選在生長速度的擴(kuò)散控制區(qū) 進(jìn)行 瞧就是說外延生長是在準(zhǔn)熱力學(xué)乎衡條件下進(jìn)行的 m o c v d 的主要優(yōu)點愚適合于生長各種單腹和化合物薄膜材料 特別是蒸 氣壓高的磷化物 高足超導(dǎo)氡化物及金屬薄膜等 m o c v d 用于生長化臺物的各 組分和摻雜劑都蔻氣態(tài)源 便于精確控常 及挨源無需將系統(tǒng)暴露大氣 趣之生長 速率較m b e 大以及單溫區(qū)外延生長 需要控制的參數(shù)少等特點 使m o c v d 披術(shù) 有瘸子大囂積 多箕縫工盤麓橫生產(chǎn) 霹前工曼生產(chǎn)型m o c v d 設(shè)備融輯摹 袋功 并投入生產(chǎn) 女n a i x 2 6 0 0 g 3 每爐可生長5 6 英寸或9 4 英寸片 每臺年生產(chǎn)能 力達(dá)3 7 5 l 釅冀4 莛寸或1 5 l 妒片6 英寸 a i x 3 0 0 0 每妒蠲 生長5 1 0 英寸或2 s 4 英寸或9 5 2 蕊寸片的設(shè)備也已研制成功 m o c v d 投術(shù)的弱點除m o 源和氳 訖物易燃 毒洼大 純學(xué)污裟囂接熱爨范勢 較褰的生長滋度會茨楗料縫度郛爨 面質(zhì)量與m b e f i g 比要差 類似粒按術(shù)還有化學(xué)震始延 c d e 1 0 6 嘶 金屬有規(guī)化合物分子京外廷 m o m b e 5 f d 氣態(tài)源分子柬外延 g s m b e 后兩者與m b e 不同 都使用部分固態(tài) 源 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)鞲 學(xué)垃論文 3 半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料生長和糟細(xì)加工相結(jié)合的制蠢技術(shù) 利用m b e 或m o c v d 等技術(shù)首先生長半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料如 a 1 g a a s g a a s 2 d e g 材料等 進(jìn)而結(jié)合高空間分辨電子束曝光直霹 濕法或干法刻蝕和聚焦離 子素注入辮鬻涮餐鰓寒量子線鞠爨予點 郄霉說的掰逶耋上面下豹割冬羧零 到 用這種技術(shù) 簌剛土可產(chǎn)生最 j 褥征寬度為1 0 0 r i m 斡緞構(gòu) 著己制藏其有二維幫 三維約束效成的納米量子線 量予點及其陣列 這種方法的優(yōu)點是圖形的幾何形 狀和密度 在分辨率范圍內(nèi) 可控 其缺點是圖形實蹲永分辨率不高 因受電子束 背教射效應(yīng)鐐影響 一般在幾十縭米 橫向尺寸遠(yuǎn)比縱囪尺寸大 邊墻 輻射 努疆 按蘞 缺陷葶l 滅和雜茨漣污侵器 孛 圭 交差以及曝光露闖過長等 4 應(yīng)變自組裝納米量子點f 線 結(jié)構(gòu)生長技術(shù) 異質(zhì)結(jié)外蜒生長過程中 根據(jù)異質(zhì)結(jié)材料體系的晶格失配度和表面 界面能 不同 存在戇三種生長模式 1 0 8 即晶格匹配體系的二維層狀 平面 生長的 f r a n k v a nd e rm e r w e 摸式 大爨猿失配窩丈賽囂旋毒葶料俸系豹三維島拔生長豹 v o l m e r w e b e r 模式和界于上述魏萃孛生長模式之闖的先朦狀生長進(jìn)而過渡到島狀 生長的s t r a n s k i k r a s t a n o w s k 模式 應(yīng)變自緞裝納米量予點 線 結(jié)構(gòu)材料的制備是剎用s k 生長模式 它主要 用于描述具有較大鑫格失配麗器瑟能較小豹異質(zhì)纓構(gòu)毒喜料生長行為 s k 模式生 長豹初始除段楚二維平瑟生長 邋鬻只有且令器子震艨 稱之兔浸瀾瑟 w e t t i n g 1 a v e r 隨辮浸潤層厚度增加 應(yīng)變能不斷積累 當(dāng)沒潤層厚度達(dá)到某一個臨界 厚度k 時 外延生長過程則由二維平面生長向三維島狀生長過渡 實驗中 對應(yīng) 于反射高能電子衍射的花樣由條狀內(nèi)點狀變化 三維島狀生長初期 形成的納 寒量綴足寸小島壤強(qiáng)是無位鐙瓣 若愛禁豢寬瘦較大弱材辯薅萁逸國起塞 小鑫 中的載流予將受到三維限制 小島的直徑一般為幾十n m 高約幾個n n 邋常稱 作為量子點 在生長的單層量予點 線 基l i t i 上 熏艇上述的生長過稷可獲得量 子點 線 趟品格結(jié)構(gòu) 在m b e 生長量子點時 可用反射高能電子衍射儀通過 蠹雪鴦寸斑點形狀縫變毒乏 由線狀到點狀 壹接控鍘量子點的黟成 這靜方法的缺點 是壺予量子點在浸潤層上黲成核潷無序鮑 蔽萁形狀 尺寸 分布均勻魏 密菠 和有序性灘以控制 5 半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)材料的其它制備技術(shù) 中闖科學(xué)技術(shù)大舉博士學(xué)位論立 除上述茲方法井 其它粒滲鏢叁下囂上靜裂各技術(shù)主婺還騫 在整形訖囂藤 和不同取向晶面上的選擇外延生長技術(shù) 如利用不同晶面生長速度不同的v 型槽 生長鼓零 癭理囂孬生長技零 裹指數(shù)越生長技零等 在溺石豹籠予孛或在纏米 碳管中 通過物理或化學(xué)方法制各量子點 線 技術(shù)以及采用苯熱法制備納米半導(dǎo) 體材料等 還成特別指瞄的是單原子操縱和加工技術(shù) 目前 利用s t m 技術(shù) 不僅可阱 在電場蒸發(fā)作用下從硅表尉上移走單個s i 原子 將它放置在表面任何位置 也可 將這個s i 原子敖入表面的單艨子缺陷中去 觚而實現(xiàn)原予修飾等功熊 坤辯 革原 子操縱和加工技術(shù)雖已顯示比誘人的前景 但躐實用化還有很長的路要走 如 用弱發(fā)辯s t m 技術(shù) l u s 寫一個量予點 6 0 0 n s 寫 4 0 0 n s 移魏稼瀋 需4 個囂才 能完成1 t b i t 記憶芯片 1 0 6 x 1 0 6 制造 顯然這是沒有實用價值的 最近 已有 將s t 攜茅罄m(xù) e m s 終合起來籬l 戲多元簿捌靜豢遂 這是該技術(shù)蠢實露 七邁窶豹重愛 一步 1 4 丫一射線輻射法制鑄納米材料的研究進(jìn)展 麓線輻射合成法藏莛稠霜離麓7 掰線十凡k e r n l m e v 遴行化學(xué)會成靜一犖孛 方法 輻射合成法制備納米材料具有明顯特點 般采用y 射線輻照較大濃 凄金瀑藏溶滾 到餐工藝簿攀 可在露涅霉壓下操 睪 毒 蟄逡熱短 2 產(chǎn)貔糖 度易控制 一般可得1 0 n m 左右的粉末 3 產(chǎn)率較高 4 不僅可制備純金屬納米 粉末 還可利各栽化物 硫化物納米粒子以及納米復(fù)合孝才料等 5 通過控制條 件可制備非晶粉末 正是由于這些特點 納米材料的輻射法制各近年來得到了狠 大發(fā)展并逐瀕成熟 1 4 1 納米材料的輻射合成法制備 1 納米鑫屬粉末 輻辯合成法矮初階段研究工作主癸集中在制備金屬納米粉末 其基本蘸毽楚 電離輻射使水發(fā)生電離和激發(fā) 生成還原性粒子h 自由基和水合電子 e 一 以及 氧億筏羧子篷蠡囪基等 h 2 0 爭e a q h 3 0 h 1 h 2 o h h 2 0 2 1 6 這j l 符號 州 r 找滾輻射過疆 e 為家臺宅予 e a q 豹掭準(zhǔn)氧嶷二還糕電位為 孛重科學(xué)接零丈學(xué)戇士學(xué)縫論文 一27 7 v 具有很強(qiáng)的還原能力 理論上可還原除堿金屬 堿土金屬以外的所有金 屬離子 因此當(dāng)加入甲醇 異雨醇等自由基清除劑后 發(fā)生奪h 反應(yīng)而消除氧化 性自由基o h 生成的有機(jī)自由基如具有還原性f 1 1 0 這賤還原性粒子可以逐步把 金疆裹子還輟為壘 毳蠹子或甄份眾霪離子 n 1 挪 毅生艘鮑金屬驤子蒙集戲孩 最終長成納米顆粒 一般來說 為了防止颥粒長褥遙大褥馭溶液中沉淀滋淶 需 要加入 定灝的表面活性劑 如聚乙烯醇 十二烷撼辯磺酸鈉等