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一维纳米材料的相平衡主导VLS生长机理及其生长动力学研究

蔡婧  
【摘要】:一维纳米材料由于其结构新颖、性能优异和前景广阔,受到人们的高度重视,其相关研究已成为充满竞争、挑战和机遇的前沿领域,其中,纳米材料的可控制备是关键,这有赖于对其生长机理的揭示和深刻理解。VLS生长机理被广泛用于指导一维纳米材料的制备,它是在20世纪60年代由Bell实验室的R.S.Wagner等在解释Si晶须的生长机制时提出来的生长模型,后来被广泛应用于理解一维纳米材料的生长过程。长期以来,尽管人们获得了不少唯象的实验证据,但对该生长模型的本质缺乏足够的理解。结合我们课题组已有的工作基础,本论文围绕拓展相平衡主导的气-液-固生长机理普适性及其生长动力学开展研究工作,取得的研究进展包括: 1.在Fe-Si合金体系氮化制备Si3N4纳米线研究中,获得了相平衡主导的VLS生长机理新的证据。 2.目前,相平衡主导的VLS生长机理研究尚处在在热力学层面,深刻理解一维纳米材料的生长动力学有助于可控制备这些纳米材料。我们采用热分析技术初步探讨了一维纳米材料生长的宏观动力学,以Al-Ni合金氮化为例,建立动力学模型,获得生长过程的活化能和指前因子等宏观动力学参数。


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