图案化氧化锌纳米棒阵列构筑.pdf

摘要一、结合纳米压印与低温水热技术构筑多阶层类荷叶罅屑捌涑杷阅苎实现一维擅渍罅械耐及富枪怪诖说哪擅灼骷谋厝灰G蟆S胪ǔS玫单一方法相比,将自下而上纳ぜ际跤胱陨隙瓺的图案化技术相结合制备一维擅装粽罅械姆椒ň哂卸捞氐挠攀啤8梅椒ǹ梢远訸纳米结构的形貌、晶型、掺杂、间距以及排列方式等进行调控,实现的不单单是一维纳米结构单体性能的叠加,还有其结构优势带来的许多新奇性质,可以极大的提升纳米阵列器件的性能。目前制备图案化擅装粽罅幸话悴捎梦ⅲ擅浊蚰0宸ā⒀印法、光刻法与电子束刻蚀等图案化技术与气相沉积、电化学沉积、等温水热反应等ぜ际跸嘟岷稀U庑┘际醵际墙┠旮崭辗⒄蛊鹄矗淙灰丫票噶诵矶嗑哂杏存在一些亟待解决的问题。比如,如何制备低成本大面秋的功能化一维擅渍罅结构;如何对单个纳米结构的形貌以及排列方式进行有效的调控等等。针对上述问题,,并以软模板作为纳米压印印章,在氧化锌溶胶漳膜上热压印制备了具有仿荷叶微米阵列结构的轰吣ぁ>退火及低温水热反应后,在该薄膜上生长了一层擅装粽罅校票赋隽司哂形⒚纳米阶层结构的灞∧ぁS肞对灞砻娼行奘魏螅竦昧顺杷面。同时通过控制水热生长时间,来调控赌擅捉峁梗芯苛硕赌擅捉峁苟类荷叶结构超疏水性能的影响。该方法直接从自然界取材,无需复杂的制备工艺,操作简单,成本低廉,且制备出的超疏水薄膜结构坚固、性能稳定,为仿生制备类荷叶超疏二、结合电子束刻蚀及低温水热反应技术制备图案化擅装粽罅小N颐怯美子束沉积、电子束刻蚀和低温水热技术在瞎怪瞬煌芏扔胄蚊驳耐及富条件下,基片温度为媸苯ι涞玫降腪种子层诱导生长的擅装粽罅芯哂最优的空间取向与最窄的直径分布。随后用该条件下制备的∧ぷ魑V肿硬悖异结构的图案化擅装粽罅校⑶以谄骷矫嬉踩〉梅浅:玫慕梗侨匀我们主要从以下两方面开展了研究。水结构提出了一种具有竞争力的解决方案。擅装粽罅小7⑾种肿硬愣运壬纳米棒阵列有强烈的影响,且在本实验
过电子束刻蚀技术在基片上构筑了多种电子束刻蚀胶的图案化结构。研究了结构的密度随着前驱体浓度的增加而增大。通过控制孔洞特征尺寸,在相同水热条件下制备了单根、双根及簇状擅装粲行蛘罅校⑶叶訸晶体在该体系中的生长过程进行了分析,得出了在该体系中擅装袅讲缴さ慕崧邸W詈蠼岷螮技术与低温水热技术制备了多种擅装粽罅薪峁梗:笮鳽纳米器件的构筑提关键词:一维纳米阵列,表面图案化,纳米压印,电子束刻蚀,氧化锌纳米棒反应时间、前驱体浓度等水热条件对擅装粽罅忻芏刃蚊驳挠跋欤⑾諾阵列供了很好的技术支持。摘要
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绪论第一章§引言纳米科学是研究至少有一维尺寸在纳米尺度范畴内物质运动变化的科学,而在纳米尺度范围内对材料进行操纵和加工的技术被称为纳米技术。由于纳米材料异与普通块体材料的独特性质,其在下一代电子器件、生物检测及微型机械系统等领域具有巨大的潜在应用价值。因此纳米科学与技术被认为是世纪科技产业革命的重要推动力,是对人类最重要、最有影响力的科学技术之一【】。纳米材料按照维数可划分为三类:占涑叨染谀擅壮叨鹊牧阄擅撞牧希如量子点与纳米粒子;卸占涑叨却τ谀擅壮叨鹊囊晃擅撞牧希缒擅紫摺纳米带、纳米棒和纳米管等:挥幸晃τ谀擅壮叨鹊亩擅撞牧希缍嗖隳ぁ超晶格和超薄膜等。这些材料都具有纳米材料所共有的几种特殊效应,如小尺寸效应、表面效应、量子效应、库伦阻塞和宏观量子隧道效应。其中一维纳米材料是人们关注较多的一类,与其它几类纳米材料相比,一维纳米材料表现出的奇特效应及在器件组装方面的优势,使其在制备特殊功能的产品方面具有独特的优势。一维纳米材料特别是一维半导体纳米材料在新型器件中的研究已经发展成为一个充满机遇与挑战的领域。近年来,研究者们已经通过不同的手段合成了各式各样的纳米材料,纳米材料的合成已经不再是制约纳米科学与技术发展的主要因素。要使纳米科学与技术服务于人类,就不能只停留在纳米材料的合成阶段,而是要将纳米材料组装成具有不同功能的器件,应用到生产与生活中。器件性能由材料性质与材料结构共同决定,将具有独特性质的纳米材料有序组装起来将会大大的提升纳米器件的性能。一维纳米阵列是一维纳米材料按照一定规律有序的排列起来,具有单个纳米单元所不具备的独特性质的有序结构,其不仅体现了纳米结构单元的集成效应,而且具有协调与耦合效应,是一种重要的结构增强材料。如王中林小组【抗怪搜趸磕擅装粽罅心擅追⒌缁肸的压电性质在微小区域实现了机械能向电能的转换,其转换效率可达%。等人【客ü⒛杉庸す艺制备了硅纳米锥台有序阵列,基于此结构的光伏电池对吸收率达到%,大大提高了同类型光伏电池的光电转换效率。波段光波的
§氧化锌纳米线、棒的生长技术目前构筑一维纳米材料阵列的方法可以归结为两大类。ü椿蚩淌