多孔氧化铝模板法构筑铋和铜的一维纳米结构及其物性

来源 :中国科学院固体物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nicico
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本文在多孔阳极氧化铝模板的孔内,采用电沉积和无电沉积方法合成铋(半金属)、铜(金属)纳米线和纳米管。在此基础上,探索了以这些纳米线和管为基本单元构筑复杂一维纳米结构的新方法,并对所获得的复杂纳米结构的物性进行了研究。这些复杂一维纳米结构在纳米器件和纳米科技中有潜在应用前景。论文的主要内容与创新点如下:   1.管壁厚度可调控的铋纳米管及其物性。通过优化氧化铝模板表面蒸金层厚度和电沉积参数,制备了具有不同壁厚和壁厚沿轴向变化的铋纳米管,并对其电输运性能进行了对比研究。同时,采用变温XRD研究了铋纳米管的热收缩性能,发现热收缩性能与管的直径无关。为利用铋纳米管作为基本单元构筑复杂的纳米结构和纳米器件提供了电学和热学数据。   2.基于纳米管和纳米线构筑的复杂纳米结构。   (I)发展了一种由纳米线与纳米管构筑异质结的新方法。通过先在氧化铝模板孔内电沉积一种材料末端封口的纳米管,然后在其末端电沉积另一种材料的纳米线。采用这种构筑方法,构筑了铜纳米线/铋纳米管和铋纳米线/铜纳米管两种类型的异质结。对其电输运性能研究发现,铜纳米线/铋纳米管具有金属/半导体输运特性,而铋纳米线/铜纳米管具有金属/金属结的特性。   (II)发展了一种构筑由纳米线与纳米线组成异质结的新方法。采用电沉积技术,先在氧化铝模板孔内获得约一半孔深度的一种材料的纳米线,再采用无电沉积技术在另一半深度的孔内合成另一种材料的纳米线。构筑了由宽带半导体硫化镉和半金属铋两种纳米线组成的异质结。为构筑纳米器件,提供了一种制备由两种不同材料纳米线组成异质结的方法。   (III)发展了一种构筑同轴纳米电缆的新方法。采用电沉积技术,先在氧化铝模板孔内获得一种材料的纳米管,然后在纳米管内填充另一种材料的纳米线,从而获得纳米电缆。用这种方法构筑了铋(壳)@铜(芯)和铜(壳)@铋(芯)两种纳米电缆。   3.具有Y形貌和台阶轴形貌的金属纳米线和纳米管。采用前人的方法获得了具有Y形貌和台阶轴形貌孔的氧化铝模板;通过调整蒸金层的厚度和电沉积参数,获得了Y形貌和台阶轴形貌的金属铜纳米线和纳米管。为构筑纳米电路,连接具有不同直径的纳米线或纳米管提供了一种方法。
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