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《兰州大学》 2011年
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石墨烯纳米带的STM研究和Si、SnS_2纳米材料制备及性能

冯娟娟  
【摘要】:纳米材料表现出常规材料不具备的物理和化学性质,在许多领域具有潜在的应用前景,受到广泛的关注和研究。本论文研究内容包括纳米材料的制备、表征及特性研究,分为两大部分: 第一部分介绍了石墨烯的基本性质、扫描隧道显微镜的原理和应用及石墨烯STM研究现状。本论文工作利用扫描隧道显微镜研究了石墨烯纳米带的微观几何结构,并测试了扫描隧道谱,证实了锯齿型边缘纳米带存在局域边缘态。另外,分析了氢等离子体刻蚀后边缘粗糙的石墨烯纳米带的微观结构,观察统计了边缘纳米泡泡的弯曲高度和长度的关系,给出了线性拟合的分析结果,并得到了具有不同手性的边缘的清晰原子相,也再次证实了纳米带边缘存在局域边缘态。 第二部分介绍了低维纳米材料的基础知识、等离子体直流放电法和水热法的原理,研究了Si和SnS2等纳米材料的制备、生长机制、光学和气敏特性,主要工作为: 1.用等离子体直流放电法制备了Si一维纳米材料(Si/Sn同轴纳米电缆,Si纳米线),分析了样品的形貌、结构、生长机制和室温光致发光性质。在氩气气氛下,对Si和Sn的混合粉末放电,制备了Si/Sn同轴纳米材料,并对其结构和光致发光特性进行了研究。样品为单晶Sn填充的Si纳米管一维纳米复合结构,发光来源为Si/Si02界面缺陷发光和表面Si02层的发光。同时利用Ni作为催化剂制备了Si纳米线,研究了形成机制和室温光致发光性质。比较两种纳米材料,在相似的放电功率和压强条件下,不同的催化剂决定了材料的最终结构。 2.用水热法制备了二维SnS2正六边形纳米片,对其形貌,结构,成分进行了表征,研究了不同的反应时间,反应温度,前驱物和盐酸对最终形貌的影响,并对其生长过程进行了详细的讨论,提出了自修复外延生长的生长机理。并测试了样品的气敏特性,样品对乙醇具有良好的反应灵敏度,在制作气敏原件方面具有潜在的应用。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.1

【参考文献】
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