电场对液态金属纳米线再结晶行为的影响

1、01020304纳米线简介纳米线简介多孔阳极氧化铝模板电沉积法多孔阳极氧化铝模板电沉积法研究简介研究简介参考文献参考文献目 录 / contents一、纳米线简介一、纳米线简介 一维纳米材料：在空间上有两个维度处于纳米尺度的材料1D纳米纳米线线纳米线：一般指横向被限制在100nm以下，纵横比在1000以上的一维纳米结构金属纳米线Au,Ag,Bi/Pb半导体纳米线InP,GaN碳化物、氧化物纳米线SiC,TiO21、纳米线的制备方法、纳米线的制备方法 方法方法 分类分类 气相法 VLS法 VS法 自催化VLS生长 液相法 水热法 SLS法 模板法 硬模板法 软模板法（1）气-液-固生长法（VLS

2、）目标产物物质形成具有一定压力的蒸气相金属催化剂和蒸气相之间形成具有催化效应的合金液滴激光烧蚀VLS生长法示意图激光烧蚀法合成的Si纳米线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还原AgNO3，同时用聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）作为包络剂限制晶面生长，制备一维银纳米线（1）电性能）电性能 金属纳米线，尺寸下降后变为半导体 例：Bi纳米线，5

3、2nm时产生金属到半导体的转变： 王中林教授发现了氧化锌纳米线的压电效应，制造了纳米电机，并提出了纳米压电电子学（Nanopiezotronics）概念。 （2）热性能）热性能 金属纳米线与相应的块体材料相比，其熔点和热膨胀系数都会发生不同程度的改变。两头先熔，再向中间延伸，直径越小，熔点越低 退火温度低块状块状Ge，熔点，熔点930650848（3）光学特性）光学特性纳米线发出的光沿着轴向偏振，具有各向异性，平行于轴向的发射光谱强度大，垂直于轴向的发射光谱强度弱，可制成极化敏感光子检测器，用于光子集成电路，光学开关。（4）化学敏感特性）化学敏感特性利用表面吸附分子对纳米线电导率的影响，用于医

4、疗、环境监测、安全检查等领域（5）场发射特性）场发射特性二、多孔阳极氧化铝模板电沉积法二、多孔阳极氧化铝模板电沉积法方法简单，可行性强氧化铝模板具有较好的化学稳定性、热稳定性、绝缘性可以用来制备的纳米材料种类多纳米线的尺寸易于控制1.原理原理H2O-2e-=O+2H+2Al+3O=Al2O32H+2e-=H22Al+3H2O=2Al2O3+3H2Al2O3+6H+=2Al3+3H2O 在阳极氧化开始时期，在铝片和电解液的接触面上会形成一层较为致密的阻挡层，随着电场和电解液的腐蚀作用，在阻挡层上形成了最初的孔核，凹陷区域的电流密度增大，从而加速阻挡层的进一步溶解，当阻挡层溶解完全后，又在铝片与溶

5、液的接触面上形成新的阻挡层，反复这个过程在铝片上形成一维纳米孔道。2、实验步骤、实验步骤（1）氧化铝模板的制备氧化铝模板的制作工艺阳极氧化装置示意图（2）金属纳米线的制备电沉积装置示意图 氧化铝模板的晶胞直径（D）和孔洞直径（d）都与氧化电压（U）相对应，且在一定范围内符合如下关系：d = 1.29U D = -1.7 + 2.81U 因此我们在二次阳极氧化过程中，可以通过控制电压来形成不同孔径的氧化铝模板。梯度直径纳米线的制备梯度直径银纳米线的 SEM 和 TEM 图像42V 30V 21V 15V各级分枝纳米线的示意图具有枝状结构的Fe纳米线的形貌三、研究简介1.背景 块体材料在电场条件下

6、的熔融再结晶行为已有很多的研究，然而对于金属纳米材料的熔融再结晶行为的研究却很少。 利用电沉积法在多空氧化铝模板中制备金属纳米线，为研究金属纳米线的熔融再结晶行为创造了良好的条件。2、研究内容不同的电场强度和电场施加方式对金属纳米线熔融再结晶行为的影响；相同的电场条件下，不同直径的金属纳米线在电场作用下的再结晶行为；电场对不同晶体结构的金属纳米线熔融再结晶的影响。四、参考文献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