为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划一维半导体纳米材料准一维纳米材料准一维纳米结构是指在三维空间内有两维尺寸处于纳米量级的纳米结构,长度上为宏观尺度的新型材料,是纳米科学研究中较为活跃的前沿领域之一。一维纳米材料包括纳米管、纳米棒、金属及半导体纳米线、同轴纳米电缆、纳米带等。下面简单介绍一下概念1:纳米纤维(nanofiber):细长形状,其长径比10,包括纳米丝(nanofilament),纳米线(nanowire)和纳米晶须(nanowhisker);纳米晶须(nanowhisker):特指单晶纳米纤维;纳米线(nanowire):意义及用法类似于纳米纤维,但实际上有指电输运的意味;纳米电缆(nanocable)以及同轴纳米线(coaxialnanowirePcore2shellnanowire):纳米线外包覆有一层或多层不同结构物质的纳米结构;纳米棒(nanorod):细棒状结构,一般长径比10;纳米管(nanotube):细长形状并具有空心结构,即细管状结构;纳米带(nanobeltPnanoribbon):细长条带状纳米结构,长宽比10,一般宽厚比3。已兼有两维特征,即在宽度方向已有一定的尺度。1H.Hofmeister,TwinningandmultipletwinformationinthegrowthofmetalandsemiconductornanorodsR.Aacademicreport,Hefei,China,Oct.XX.准一维纳米材料是研究电子传输行为、光学特性和力学机械性能等物理性质的尺寸和维度效应的理想系统。它们将在构筑纳米电子和光电子器件等集成电路和功能性元件的进程中充当非常重要的角色。在过去的几年里,有关准一维纳米结构合成方面的论文在纳米结构合成中占据了绝对的多数,人们正在努力将大多数固态物质都生长成准一维纳米结构。早在1970年法国科学家就首次研制出直径为7nm的碳纤维。1991年日本用高分辨电子显微镜发现了碳纳米管22IijimaS.HelicalmicrotubesofgraphiticcarbonJ.Nature.1991,354:56.。XX年,由于准一维纳米材料研究的杰出成就,特别是将其组装成了电路,这使得人们看到了一个崭新的世界纳米电子学正在诞生Science杂志将其列为当年的重大科学突破33R.F.ServiceJ.Science,XX,294:24422443.。XX年,Appell在Nature杂志上撰文写道4:“纳米线、纳米棒亦或称之为纳米晶须,不管人们怎么称呼它们,它们都是纳米技术中最热门的研究对象。”由于准一维纳米结构在微电子等领域的特殊地位,毫不夸张地说,当今准一维纳米材料已经成为了纳米材料研究中最热门的领域。4D.Appell.J.Nature,XX,419:553555.1准一维纳米材料的制备策略一般来说,准一维纳米结构的合成要通过促进固态结构沿着一维方向的结晶凝固。准一维纳米材料的制备方法按照其策略归纳起来大致有下列六个方面(见图15):(a)固体各向异性的晶体学结构所决定的定向生长;(b)引入一个液-固界面来减少籽晶的对称性,如在VLS生长机制中的液滴所产生的限域;(c)应用各种具有一维形貌的模板来引导一维纳米结构的形成;(d)应用合适的包敷剂来动力学地控制籽晶的不同小平面的生长速率;(e)零维纳米结构的自组装;(f)减小一维微结构的尺寸。最常用的是前五种。5Y.Xia,P.etal.J.Adv.Mater,XX,15:353389.图1能够获得一维生长的六种不同策略的示意图:(a)固体各向异性的晶体学结构所决定的定向生长,(b)象在VLS生长机制中的液滴所产生的限域,(c)通过使用模板产生的导向作用,(d)由某种包敷剂所提供的动力学控制,(e)零维纳米结构的自组装,(f)减小一维微结构的尺寸。2准一维纳米材料的制备方法气相法在合成一维纳米结构(如纳米晶须、纳米棒和纳米线等)时,气相合成可能是用得最多的方法。气相法中的主要机制有:气2液2固(Vapor2Liqiud2Solid,简称VLS)生长机制、气2固(Vapor2Solid,简称VS)生长机制。3.1.1VLS机制在所有的气相方法中,应用VLS机制的许多方法在制备大量单晶准一维纳米结构中应该说是最成功的。VLS机制要求必须有催化剂的存在,在适宜的温度下,催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物,生长材料的组元不断地从气相中获得,当液态中溶质组元达到过饱和后,晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。这一生长机制的一个显著特点是在生成纳米线的顶端附着有一个催化剂颗粒,并且,催化剂的尺寸很大程度上决定了所生长纳米线的最终直径,而反应时间则是影响纳米线长径比的重要因素之一。基于催化剂辅助生长的VLS机制,人们已经成功地制备了单质、金属氧化物、金属碳化物等众多材料的纳米线体系66梁长浩.D.中国科学院固体物理研究所博士学位论文,XX.。这种合成方法为制备具有良好结构可控性的准一维纳米材料提供了极大的便利。在VLS机制中,纳米线生长所需的蒸气既可由物理方法也可由化学方法产生,由此派生出一些人们所熟知的纳米线制备技术。物理方法有:激光烧蚀法(LaserAblation)、热蒸发(ThermalEvaporation)等;化学方法有:化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,简称CVD)、化学气相输运(ChemicalVaporTransport)、金属有机化合物气相外延法(MetalOrganicVaporPhaseEpitaxy,简称MOVPE)等。3.1.2VS机制研究表明,许多一维材料不使用催化剂也可生长出来,即直接通过气-固(VS)机制生长出一维材料。在VS过程中,可以通过热蒸发、化学还原或气相反应等方法产生气相,随后该气相被传输到低温区并沉积在基底上。其生长方式通常是以液固界面上微观缺陷(位错、孪晶等)为形核中心生长出一维材料。研究发现,在VS生长机制中,气相的过饱和度决定着晶体生长的主要形貌44Y.Xia,P.etal.J.Adv.Mater,XX,15:353389.。低的过饱和度对应晶须的生长,而中等的过饱和度对应块状晶体的形成,在很高的过饱和度下则通过均匀形核生成粉末。现在,用VS机制来生长纳米线、纳米管及纳米带等已是非常普遍的方法。3.2液相法3.2.1溶液-液相-固相(简称SLS)生长机制这种方法生长的纳米线为多晶或近单晶结构,纳米线的尺寸分布范围较宽。但这种方法可以在低温下就获得结晶度较好的纳米线,非常有前景。SLS生长的机理有点类似于VLS机制。与VLS机制的区别仅在于,在VLS机制生长过程中,所需的原材料由气相提供;而在SLS机制生长过程中,所需的原料是从溶液中提供的。一般来说,此方法中常用低熔点金属(如In、Sn或Bi等)作为助溶剂(fluxdroplet),相当于VLS机制中的催化剂(见示意图6)学年论文题目：一维纳米材料的制备方法概述学院：化学学院专业年级：材料化学XX级学生姓名：龚佩斯学号：XX指导教师：周晴职称：助教XX年3月26日成绩一维纳米材料制备方法概述-气相法、液相法、模板法制备一维纳米材料材料化学专业XX级龚佩斯指导教师周晴摘要：一维纳米材料碳纳米棒、碳纳米线等因其独特的用途成为国内外材料科学家的研究热点。然而关于如何制备出高性能的一维纳米材料正是各国科学家所探究的问题。本文概述了一维纳米材料的制备方法：气相法、液相法、模板法等。关键词：一维纳米材料；制备方法；气相法；液相法；模板法Abstract:thenanoscalematerialssuchascarbonnanorodsandcarbonnanowireshavebecomethefocusofintensiveresearchowingtotheiruniqueapplications.butthequestionthathowtomakeuphighqulityone-dimentionalnanostructureisdiscussingbyScientistsallaroundtheworld.Thisparperhasreviewedthepreparationofonedimentionnanomaterials,suchasvapor-statemethod,liqulid-statemethod，templatemethodandsoon.Keywords:one-dimentionnanomaterials;preparatinalmethod;vapor-statemethodliqulid-statemethod;templatemethod纳米材料是基本结构单元在1nm按其尺度分类包括零维、100nm之间的材料，一维、二维纳米材料。自80年代以来，零维纳米材料不论在理论上和实践中均取得了很大的进展；二维纳米材料在微型传感器中也早有应用。1一维纳米材料因其特殊的结构效应在介观物理、纳米级结构方面具有广阔的应用前景，它的制备研究为器件的微型化提供了材料基础。本文主要概述了近年来文献关于一维纳米材料的制备方法。1一维纳米材料的制备方法近几年来，文献报导了制备一维纳米材料的多种方法，如溶胶-凝胶法、气相-溶液-固相法、声波降解法、溶剂热法、模板法、化学气相沉积法等。然而不同制备方法的纳米晶体生长机制各异。本文按不同生长机制分类概述，主要介绍气相法、液相法、模板法三大类制备方法。气相法在合成一维纳米结构时,气相合成可能是用得最多的方法。气相法中的主要机制有：气液固(VLS)生长机制、气固(VS)生长机制。2气液固(VLS)生长法VLS法是制备单晶一维纳米材料较好的方法，该方法具有较高的产率。催化剂以及适宜的温度是VLS生长基质的必要条件。催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物,生长材料的组元不断地从气相中获得,当液态中溶质组元达2到过饱和后,晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。纳米线的最终形态受部分实验因素的影响。实验表明，最终合成一维纳米材料的长度受催化剂的尺寸影响，而反应时间则影响最终合成一维纳米材料的长径比。最具有代表性的工作有杨培3东()小组的Ge纳米线在Au的催化作用下VLS机制生长过程的原位观察。气固()生长机制大量研究实验表明，在不存在催化剂的条件下，一维纳米材料按照VS生长制备。在VS过程中,可以通过热蒸发、化学还原或气相反应等方法产生气相,随后该气相被传输到低温区并沉积在基底上。其生长方式通常是以液固界面上微观缺陷(位错、孪晶等)为形核中心生长出一维材料。2其中晶体的形貌取决于气体的过饱和度。低的过饱和度有利于晶须的形成。中等过饱和度利于块状晶体的生长。而很高的过饱和度则均匀形成粉末。液相法液相法包括溶液-液相-固相生长机制、溶剂热法。溶液-液相-固相生长机制SLS生长机制与VLS生长机制相似。SLS生长机制与VLS生长机制的不同之处在于后者原材料来于气相，前者来于液相。在SLS生长机制中，常用低熔点金属为助溶剂，其作用相当于VLS中催化剂的作用。该机制生长出来的一维纳米材料为单晶和多晶结构，且其尺寸分布范围较宽。美国华盛顿大学Buhro小组在低温下通过SLS机