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纳米材料由于具有奇特的化学和物理特性,并且在纳电子学和光电子学领域中有潜在的重要应用,因而越来越受到人们的关注。SiO2是一种重要的光致发光材料,已广泛应用于电子工业领域。相比之下,有关纳米复合膜的制备和纳米线的生长中物理机理研究等方面的实验工作相对缺乏。本文的研究主要包括两方面内容,首先我们用磁控溅射系统在Si衬底上溅射SiO2和Au膜,接着在N2中进行退火处理,在衬底表面制备了Au/SiO2纳米颗粒膜;我们还用磁控溅射系统在Si衬底上溅射Au膜,高温下将衬底和Si粉放在管式炉中通入N2进行退火,合成了草状SiO2纳米线。结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光谱(PL)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段,对纳米结构的形貌、显微结构和成分进行了测试分析与表征。结合Au/SiO2纳米颗粒膜和SiO2纳米线的生长过程与相关测试技术,我们还对薄膜的生长机制进行了初步探讨,研究了不同退火时间对薄膜形貌、结构及特性的影响;此外还研究了不同退火时间对纳米线形貌的影响,并初步探讨了SiO2纳米线的生长机制。主要内容如下:1、采用磁控溅射和退火的方法制备了高质量的Au/SiO2纳米颗粒膜。用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)等对退火后Au/SiO2纳米颗粒膜的表面形貌、微观结构进行表征和分析,研究了不同退火时间对薄膜表面形貌及结构的影响,发现随着退火时间的增加,薄膜中纳米Au颗粒的结晶度进一步提高。2、利用磁控溅射系统在Si(111)衬底上溅射一层Au膜,然后在管式炉中对溅射好的样品及放置的适量Si粉进行退火,采用不同退火时间生长SiO2纳米线。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对不同时间退火后SiO2纳米线的表面形貌和成份进行了表征和分析。3、利用光致发光谱(PL)研究了Au/SiO2纳米颗粒膜的发光特性。激发波长为325 nm时,在525 nm附近的强发光峰与薄膜中的纳米结构有关,并且随退火时间的增加有增强的趋势;而560 nm附近的弱发光峰随退火时间的增加而逐渐减弱,这与高温条件下Au的蒸发等因素有关。激发波长为250 nm时,在325 nm附近的强发光峰与SiO2层的氧缺陷有关。4、讨论了SiO2纳米线的具体生长过程。在纳米线的顶端有金属颗粒存在,说明SiO2纳米线的生长机制符合气—液—固(VLS)机制。在N2气流作用下,Si粉为纳米线的生长提供充足的Si源。由于退火过程中温度梯度等因素的存在,SiO2纳米线的生长逐渐出现弯曲。