電場對液態(tài)金屬納米線再結(jié)晶行為的影響

1、01020304納米線簡介納米線簡介多孔陽極氧化鋁模板電沉積法多孔陽極氧化鋁模板電沉積法研究簡介研究簡介參考文獻參考文獻目 錄 / contents一、納米線簡介一、納米線簡介 一維納米材料：在空間上有兩個維度處于納米尺度的材料1D納米納米線線納米線：一般指橫向被限制在100nm以下，縱橫比在1000以上的一維納米結(jié)構(gòu)金屬納米線Au,Ag,Bi/Pb半導(dǎo)體納米線InP,GaN碳化物、氧化物納米線SiC,TiO21、納米線的制備方法、納米線的制備方法 方法方法 分類分類 氣相法 VLS法 VS法 自催化VLS生長 液相法 水熱法 SLS法 模板法 硬模板法 軟模板法（1）氣-液-固生長法（VLS

2、）目標產(chǎn)物物質(zhì)形成具有一定壓力的蒸氣相金屬催化劑和蒸氣相之間形成具有催化效應(yīng)的合金液滴激光燒蝕VLS生長法示意圖激光燒蝕法合成的Si納米線TEM照片Morales A M, Lieber C M. Science, 1998, 279(5348): 208-211.（2）液相多元醇法Younan Xia, et al. Chemistry of Materials, 2002, 14(11): 4736-4745. 夏幼南等利用多元醇還原AgNO3，同時用聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）作為包絡(luò)劑限制晶面生長，制備一維銀納米線（1）電性能）電性能 金屬納米線，尺寸下降后變?yōu)榘雽?dǎo)體 例：Bi納米線，5

3、2nm時產(chǎn)生金屬到半導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變： 王中林教授發(fā)現(xiàn)了氧化鋅納米線的壓電效應(yīng)，制造了納米電機，并提出了納米壓電電子學(xué)（Nanopiezotronics）概念。 （2）熱性能）熱性能 金屬納米線與相應(yīng)的塊體材料相比，其熔點和熱膨脹系數(shù)都會發(fā)生不同程度的改變。兩頭先熔，再向中間延伸，直徑越小，熔點越低 退火溫度低塊狀塊狀Ge，熔點，熔點930650848（3）光學(xué)特性）光學(xué)特性納米線發(fā)出的光沿著軸向偏振，具有各向異性，平行于軸向的發(fā)射光譜強度大，垂直于軸向的發(fā)射光譜強度弱，可制成極化敏感光子檢測器，用于光子集成電路，光學(xué)開關(guān)。（4）化學(xué)敏感特性）化學(xué)敏感特性利用表面吸附分子對納米線電導(dǎo)率的影響，用于醫(yī)

4、療、環(huán)境監(jiān)測、安全檢查等領(lǐng)域（5）場發(fā)射特性）場發(fā)射特性二、多孔陽極氧化鋁模板電沉積法二、多孔陽極氧化鋁模板電沉積法方法簡單，可行性強氧化鋁模板具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、絕緣性可以用來制備的納米材料種類多納米線的尺寸易于控制1.原理原理H2O-2e-=O+2H+2Al+3O=Al2O32H+2e-=H22Al+3H2O=2Al2O3+3H2Al2O3+6H+=2Al3+3H2O 在陽極氧化開始時期，在鋁片和電解液的接觸面上會形成一層較為致密的阻擋層，隨著電場和電解液的腐蝕作用，在阻擋層上形成了最初的孔核，凹陷區(qū)域的電流密度增大，從而加速阻擋層的進一步溶解，當阻擋層溶解完全后，又在鋁片與溶

5、液的接觸面上形成新的阻擋層，反復(fù)這個過程在鋁片上形成一維納米孔道。2、實驗步驟、實驗步驟（1）氧化鋁模板的制備氧化鋁模板的制作工藝陽極氧化裝置示意圖（2）金屬納米線的制備電沉積裝置示意圖 氧化鋁模板的晶胞直徑（D）和孔洞直徑（d）都與氧化電壓（U）相對應(yīng)，且在一定范圍內(nèi)符合如下關(guān)系：d = 1.29U D = -1.7 + 2.81U 因此我們在二次陽極氧化過程中，可以通過控制電壓來形成不同孔徑的氧化鋁模板。梯度直徑納米線的制備梯度直徑銀納米線的 SEM 和 TEM 圖像42V 30V 21V 15V各級分枝納米線的示意圖具有枝狀結(jié)構(gòu)的Fe納米線的形貌三、研究簡介1.背景 塊體材料在電場條件下

6、的熔融再結(jié)晶行為已有很多的研究，然而對于金屬納米材料的熔融再結(jié)晶行為的研究卻很少。 利用電沉積法在多空氧化鋁模板中制備金屬納米線，為研究金屬納米線的熔融再結(jié)晶行為創(chuàng)造了良好的條件。2、研究內(nèi)容不同的電場強度和電場施加方式對金屬納米線熔融再結(jié)晶行為的影響；相同的電場條件下，不同直徑的金屬納米線在電場作用下的再結(jié)晶行為；電場對不同晶體結(jié)構(gòu)的金屬納米線熔融再結(jié)晶的影響。四、參考文獻1. Xia Y, Yang P, Sun Y, et al. One dimensional nanostructures: synthesis, characterization, and applicationsJ.

7、 Advanced materials, 2003, 15(5): 353-389.2. Wang Z L. Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applicationsJ. Journal of Physics: Condensed Matter, 2004, 16(25): R829.3. Lieber C M, Wang Z L. Functional nanowiresJ. Mrs Bulletin, 2007, 32(02): 99-108.4. Morales A M, Lieber C M. A laser abla

8、tion method for the synthesis of crystalline semiconductor nanowiresJ. Science, 1998, 279(5348): 208-211.5. Zhu X R, Wang C M, Fu Q B, et al. Preparation of Ag/Cu Janus nanowires: Electrodeposition in track-etched polymer templatesJ. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Bea

9、m Interactions with Materials and Atoms, 2015, 356: 57-61.6. Duan H, Xia Z, Liang J. Fabrication of Y-junction metal nanowires by AAO template-assisted AC electrodepositionJ. Nano-Micro Letters, 2010, 2(4): 290-295.7. Tripathy J, Wiley J B. Fabrication of thick porous anodized aluminum oxide templat

10、esJ. Journal of Solid State Electrochemistry, 2015, 19(5): 1447-1452.8. Thompson G E. Porous anodic alumina: fabrication, characterization and applicationsJ. Thin solid films, 1997, 297(1): 192-201.9. Messaoudi O, Makhlouf H, Souissi A, et al. Synthesis and characterization of ZnO/Cu 2 O coreshell nanowires grown by two-step electrodeposition methodJ. Applied Surface Science, 2015, 343: 148-152.10.Sun Y, Yin Y, Mayers B T, et al. Uniform silve