一维阵列银纳米线制备及其微观结构
[高分子材料] 新加坡南洋理工大学龙祎《AFM》：整齐排列的银纳米线使得可拉伸透明电极具有独特的导电性能
新加坡南洋理工大学龙祎《AFM》：整齐排列的银纳米线使得可拉伸透明电极具有独特的导电性能 2019-06-15 以下文章来源于材料科学前沿，作者龙祎课题组 传统的透明电极材料主要包含氧化铟锡(ITO), 掺F氧化锡(FTO)和掺Al氧化锌(AZO)，但是这些材料具有易碎，资源缺乏，制备工艺复杂等缺点。近年来，可拉伸透明电极引起了越来越大的重视。在这些可拉伸透明电极材料中，银纳米线透明电极引起了广泛的注意因为银纳米线合成比较容易而且银的导电性又非常好。但是这些电极中的银纳米线都是随机排列的，使得电极具有较高的接合电阻，透明性差，而且在拉伸状态下导电性能急剧降低。所以我们提出了将银纳米线垂直排列在预拉伸PDMS膜上的想法。 现在文献中报道了很多排列一维材料的方法，有些排列方法可以将一维材料单层排列；有些排列方法可以将一维材料多层排列。但是这些方法都有一些缺点，比如排列过程复杂或者需要特殊的实验装置等。 AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
南洋理工大学胡和兵博士（本文第一作者）有多年排列一维材料的经验，而且在层层自组装(Layer-by-Layer) 方面受到了很好的训练。龙祎老师提出整齐排列的纳米银线，就可以解决可拉伸的透明电极的目前存在的问题。而且我们发现基于排列的纳米线可拉伸透明电极没有人报道，同时我们也采用了一种新的简单方法，达到了较高的排列质量。 图文解析： 我们通过层层搅拌排列的方法将银纳米线垂直排列在预拉伸的PDMS膜上，这种可拉伸的电极用SEM，UV，四探针法进行了表征，文章里面有介绍，这里就不多做赘述。 Figure1. a) Schematic illustrationof the Layer-by-Layer agitation-assisted alignment. The silver nanowire thinfilms show a crossed aligned nanostructure at the stretched state and a tangledoriented structure at the released state. b) SEM image of the monolayerassembled AgNWs. (Insert: sheet resistance measured from the orientationdirection and the orthogonal AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
纳米线制备
模板法： 按模板材料可分为碳纳米管模板法、多孔氧化铝模板法、聚合物膜模板法和生命分子模板法。其中聚合物模板法廉价易得。模板法的模板主要有两种：一种是径迹蚀刻聚合物膜，如聚碳酸脂膜，另一种是多孔阳极氧化铝膜，两者相比，氧化铝模板具有较好的化学稳定性、热稳定性和绝缘性，其余还有介孔沸石法、多孔玻璃、多孔Si 模板、MCM-41、金属、生物分子模板、碳纳米光模板等聚碳酸脂膜（聚合物）模板法：聚碳酸脂膜模板是所有聚合物膜模板中使用最广的一种，C.Schonenoberge等以不同规格不同厂家的聚碳酸酯过滤膜为模板，用电化学沉积的方法成功涤制备出了不同直径的Ni、Co、Cu和Au纳米线。 多孔氧化铝模板：采用该方法时，多孔氧化铝模板只是作为模具使用，纳米材料仍需要常规的化学反应来制备，如电化学沉积、化学镀、溶胶-凝胶沉积、化学 气相沉积等方法。多孔阳极氧化铝模板（AAO: porous anodic aluminum oxide）是典型的自组织生长的纳米结构的多孔材料，微孔直径大约在10~500nm之间， 密度为二丄1「「个/諾之间，阳极氧化法制备的有序多孔氧化铝模板的孔径大小一致，排列有序，呈均匀分布的六方密排柱状。通常孔径在20?250nm范围内，孔间距在5?500nm范围内。目前大部分究主要局限在以草酸为电解液的中孔径模板的制备和研究中。这是由于在草酸电解液中制得的模板较厚、孔径均一、大 小适中。膜厚可达100卩m以上。 当然模板法中这些只是作为模具使用，具体的纳米材料仍需要一些其它的方法来得到，常用的有电化学沉积、化学气相沉积法（CVD）化学聚合、溶胶-凝胶沉积等电化学沉积：电沉积方法主要分为三步，1、阳极氧化铝模板的制备及孔径的调节； 2、对氧化铝模板及阻挡层的径蚀，释放出有序的纳米线阵列，再经后续处理得到所需的纳米材料，开发出各种纳米器件。电沉积法只能制备导电材料纳米线，如金属、合金、半导体、导电高分子等。 按照电源不同分为直流沉积、交流沉积、循环伏安法沉积、脉冲电沉积。Al 在阳极氧化的过程中，表面生成由致密阻挡层和多孔外层组成的氧化铝膜，极薄的阻挡层具有半导体的特性，在沉积之前要先从铝基底上将多孔薄膜剥离，通孔，通过离子喷射或热蒸发等在模板表面涂上一层金属薄膜作为电镀阴极。该方法比 较复杂，也有研究者试图不将薄膜从铝基底上剥离，采用磷酸腐蚀致密层薄膜，但是该方法同时使多孔膜变薄，不易控制，也影响了纳米线的纵横比。 交流电沉积方法工艺简单可行，且不需要将模板和铝基底分离，通过控制电流、电压、频率、时间等参数，可合成各种纳米线有序阵列，其缺点是只能在孔中组装单一的金属或合金，当前对于交流沉积时，电流是如何通过阻挡层还没有定论。交流电沉积过程中的阳极电压作用至关重要！ 循环伏安法、脉冲电流法：Sun等采用该法，制备了长径比达500的Ag纳米线阵列，Kim采用脉冲电化学沉积法首次利用Ti涂层解决了AAO膜的阻挡层去除问题，并得到了Si基底上的Pd纳米线阵列。 交流电沉积没有滞留点沉积得到的排列有序且易堆叠，。AAO模板与循环伏安法相结合，被证实是一种制备形状与尺寸可控的有序金属或半导体自支持纳米线阵列结构的有效方法。与直流电沉积相比，脉冲电沉积具有高度可靠性，可补偿纳米孔区域内离子扩散输运动力的不足。 国内学者近几年来在这方面做的工作也较多，于冬亮等人分别在AAO 模板中采
碳化硅纳米线的合成方法与制作流程
碳化硅纳米线的合成方法，它涉及一种碳化硅纳米线的合成方法。本技术是为了解决现有制备碳化硅纳米线的方法原材料浪费严重、成本高、结构不均匀、长径比低的技术问题。本方法如下：将处理后的生长基底放于坩埚内硅树脂的上方，将坩埚放于真空高温炉中在升温，保温，降温，即得。该方法在生长SiC纳米线的同时，在模具内部生成SiC纳米颗粒，这样可以极大的提高原料利用率从而降低了成本，同时合成了链珠状的SiC纳米线，特殊的链珠状结构使其在复合材料、场致发射体、光催化剂、储氢及疏水表面具有更大的应用潜力。链珠状纳米线的生成同时伴有超长超直的SiC纳米线的生成。产品结构均匀。本技术属于纳米线的制备领域。 权利要求书 1.碳化硅纳米线的合成方法，其特征在于所述碳化硅纳米线的合成方法按照以下步骤进行： 一、称取硅树脂和金属催化剂，将硅树脂放入坩埚内； 二、将金属催化剂用无水乙醇溶解，催化剂浓度为0.01-0.2mol/L，得到金属盐溶液； 三、生长基底用蒸馏水、乙醇分别清洗，真空烘干，烘干的生长基底放于金属盐溶液中，在20℃真空的条件下浸渍30min-2h，然后将浸渍后的生长基底在60℃-80℃真空的条件下烘
干； 四、将经过步骤三处理的生长基底放于坩埚内硅树脂的上方，将坩埚放于真空高温炉中在升温速率为1-10℃/min、氩气保护的条件下，升温至1300-1700℃，保温1-5h，降温，降温速率设置两小时降到1000℃，之后自然冷却至室温，即得碳化硅纳米线。 2.根据权利要求1所述碳化硅纳米线的合成方法，其特征在于步骤一所述硅树脂为聚甲基硅倍半氧烷、甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、低苯基甲基硅树脂、自干型有机硅树脂、高温型有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、有机硅聚酯改性树脂、自干型环保有机硅树脂、环保型有机硅树脂、不粘涂MQ料有机硅树脂、高光有机硅树脂、苯甲基透明硅树脂、甲基透明有机硅树脂、云母粘接硅树脂、聚甲基硅树脂、氨基硅树脂、氟硅树脂、有机硅-环氧树脂、有机硅聚酯树脂、耐溶剂型有机硅树脂、有机硅树脂胶粘剂、耐高温甲基硅树脂、甲基MQ 硅树脂或乙烯基MQ硅树脂。 3.根据权利要求1所述碳化硅纳米线的合成方法，其特征在于步骤一所述金属催化剂为 Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe(C5H5)、Fe3O4、FeCl2、FeCl2·6H2O、FeCl3、FeCl3·6H2O、 Fe(NO)2、Fe(NO)3、Fe2O3、NiCl2、NiBr2、NiI2、NiO、Ni(OH)2、(C2H5)2Ni、Ni(CO)4、Ni(NO3)2、CuCl2、Cu(NO3)2、C22H14CuO4、Cu2O、Mn(NO3)2、(C17H35COO)2Mn、PdCl2、Y2O3、DyCl3、CoC2O4、CoCO3、CoO、CoCl2、Co(OH)2、Co(NH3)6、 Co(CN)6、Co(SCN)4、Co(CO)4、Co(NO3)2。 4.根据权利要求1所述碳化硅纳米线的合成方法，其特征在于步骤一所述坩埚为刚玉坩埚、石墨坩埚、石英坩埚、铂金坩埚、氧化铝坩埚、铂坩埚、钼坩埚或碳化硅坩埚； 步骤三所述生长基底为石墨毡、碳纤维、碳布、SiC纤维布、SiC单晶片、石墨片、SiO2纤维、硅酸铝纤维、玻璃纤维、莫来石片、氧化铝纤维、氧化锆纤维、聚酰亚胺纤维、芳纶纤维、Si纳米线或Al2O3。 5.根据权利要求1所述碳化硅纳米线的合成方法，其特征在于步骤四中将坩埚放于真空高温炉中，在氩气流速为0.2ml/min的条件下升温，其中达到600℃以前升温速率为3℃/min，达到600℃之后以5℃/min升到1400℃，然后再以1℃/min的升温速率升到1550℃，在1550℃保温
银纳米线柔性电极的制备及对水体中重金属的测定
银纳米线柔性电极的制备及对水体中重金属的测定随着社会经济的迅速发展,重金属以各种方式进入环境,导致环境污染,甚至危害人体健康。研究准确、快速、灵敏、实时的重金属监测方法与技术对预防和 减少重金属污染具有重要的现实意义。 传统的检测方法因设备庞大、维护困难等因素,难以实现实时检测。电化学分析方法因具有仪器小型、便于携带、适于现场检测等优势,成为近年来重金属检测领域的研究热点。 铜和铅来源广泛,对环境质量及人体健康的影响较大,是相关环境质量标准和污染物排放标准规定必测的两种常规污染物。虽然对铜和铅的检测已有国家标准和其他方法,但研究更加准确、快速、灵敏的检测方法对预防铜和铅的污染仍 有重要价值。 本文以铜和铅为测定对象,研究制备了一种新型银纳米线柔性电极。和传统 的银电极相比,该电极的灵敏度能提高十几倍,并且在多次弯折和大幅度拉伸时,性能依然保持稳定。 以此电极为工作电极,结合方波溶出伏安法检测了实际水样中的铜离子和铅 离子,效果良好。与传统的电极相比,本文应用微流控光刻技术,可以精准设计任意形状的微米级的电极和电路,具有制备微型集成电极的可能,在同时测定环境中的多种金属离子方面具有潜在优势。 具体内容和结果如下:一、设计和构筑了以柔性高分子材料聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）为基底,银纳米线（AgNWs）为导电材料的银纳米线柔性电极电极。分别利用扫描电子显微镜、四探针电阻仪、电化学手段对其结构和性能进行了表征。
结果显示,AgNWs铺展均匀,电极导电能力良好、机械性能稳定、抗拉伸和弯折,电化学阻抗值明显优于商品银电极,检测结果具有良好的精密度和准确度。二、以AgNWs/PDMS柔性电极为工作电极,采用方波溶出伏安同位镀铋膜的方法,分别检测实际水样中的Cu2+和Pb2+,结果均满足相应的水 质标准。 与商品金电极和银电极相比,此电极对实际水样中的重金属离子具有更好的 电化学响应。Cu2+和Pb2+的检出限分别为9.27× 10-5mg/L和4.64×10-4mg/L,均低于文献中 Cu2+和Pb2+的检出限,且分别低于国家标准100倍和21倍以上。 此结果为测定水体中其他金属离子提供了实验依据和有参考价值的测定方 法。三、为了使本纳米电极微型化、便携化、可控化,本研究结合微流控光刻技术,在PDMS表面精确地刻蚀出微米级的电路,经过涂布银纳米线制备了柔性微电路,首次实现完全透明、线路可任意设计、高精度的柔性透明微电路。 实验设计了多种复杂图案的电路及集成电极模板,并利用发光二极管和干电 池进行了导电效果实验,初步探究了对水样中Cu2+的检测效果。我 们期望在未来将三电极体系集成在一张微流控芯片上,开发微米级电化学检测器,以实现同时、在线、准确检测环境中的多种重金属离子,为预防环境中的重金属 污染提供快速有效的检测方法和技术。
用模板法制备取向Si纳米线阵列
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纳米线的制备方法
纳米线的制备方法 与零维量子点相比，纳米线具有阵列结构因此有更大的表面或体积比，尤其是他们所具有的直线电子传输特性，十分有利于光能的吸收和光生载流子的快速转移，由此使得这类准一维纳米结构更适宜制作高效率太阳电池（Si纳米线太阳电池）。《TiO2纳米线和ZnO纳米线则主要用于染料敏化太阳电池的光阳极制作》。 Si纳米线的生长方法： 迄今为止，已采用各种方法制备了具有不同直径、长度和形状的高质量的Si纳米线，利用各种表征技术对其结构特征进行了检测分析，就制备方法而言，目前主要有热化学气相沉积、低压化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、激光烧浊沉积、热蒸发、电子束蒸发（EBE）、溶液法和水热法等；就生长机制而言，则主要有气—液—固（VLS）法、气—固（VS）法、气—固—固（VSS）法、固—液—固（SLS）法等，就纳米线类型而言，又有本证Si纳米线和掺杂Si 纳米线之分。研究指出，Si纳米线的生长于Si纳米晶粒和量子点的形成不同，后者只需衬底表面具有合适密度与尺寸的成核位置，而前者除了具备上述条件外，还需要同时满足线状结构的生长规律与特点，因此工艺技术要求更加严格。研究者从实验中发现，如果能够利用某一催化剂进行诱导，使纳米点或团簇在催化剂的方向趋使作用下按一定去向生长，预计可以形成纳米线及其阵列结构。大量的研究报道指出，以不同的金属作为Si纳米线合成的催化剂，利用VLS机制
可以实现在Si晶体表面上Si纳米线的成功生长。 目前，作为制备Si纳米线的主流工艺应首推采用金属催化的VLS 生长技术，这种方法的主要工艺步骤是：首先在Si衬底表面上利用溅射或蒸发等工艺沉积一薄层具有催化作用的金属（Au、Fe、Ni、Ga、Al），然后进行升温加热，利用金属与Si衬底的共晶作用形成合金液滴，该液滴的直径和分布于金属的自身性质、衬底温度和金属层厚度直接相关。此后，通过含Si的源气体（SiH4、Si2H6、SiCl4）的气相输运或固体靶的热蒸发，使参与Si纳米线生长的原子在液滴处凝聚成核，当这些原子数量超过液相中的平衡浓度以后，结晶便会在合金液滴的下部分析出并最终生长成纳米线，而合金则留在其顶部，也就是说，须状的结晶是从衬底表面延伸，按一定的方向形成具有一定形状、直径和长度Si纳米线的。 除了VLS机制外，SLS机制也可以用于Si纳米线的可控生长，在这种情况下，预先在Si衬底表面沉积一层约厚10nm的金属薄膜（Au、Ni、Fe），然后再N2保护下进行热处理，随着温度的升高，金属催化粒子开始向Si衬底中扩散在界面形成Au-Si合金，当温度达到二者的共熔点时，合金开始融化并形成合金液滴，此时将有更多的Si原子扩散到这些合金液滴中去，当氮气通入反应室中时，液滴便面温度会迅速降低，这将导致Si原子从合金的表面分离和析出，其后，在退火温度为1000°C和氮气流量为1.5L/min的条件下，便可以实现可控Si纳米线的生长。在这，SLS与VLS生长机制的主要不同是：前者是以Si晶片衬底作为参与Si纳米线生长的Si原子的原
题名 “一维纳米结构和纳米线有序阵列”
题名“一维纳米结构和纳米线有序阵列” 作者张立德;孟国文;李广海;叶长辉;李勇; 中文关键词 单位 中文摘要<正>随着纳米材料研究的不断深入,对性能的研究愈来愈迫切。但研究无序随机排列的纳米材料性能却非常困难,既便能获得一些结果,却由于试样之间的不统一与不均匀,使不同研究者获得的同类实验结果没有对比性。为此,我们发展了基于有序多孔氧化铝模板的纳米线有序阵列制备技术,实现了纳米线直径可控、密度可调。为纳米材料性能的研究提供了保障,为纳米材料的应用奠定了基础。 基金 刊名中国科技奖励 年2007 期03 第一责任人张立德; 2 题名纳米线阵列及纳米图形制备技术的研究进展 作者雷淑华;林健;黄文旵;卞亓; 中文关键词纳米线阵列;;纳米图形;;信息技术 单位同济大学材料科学与工程学院,同济大学材料科学与工程学院,同济大学材料科学与工程学院,同济大学材料科学与工程学院上海200092,上海200092,上海200092,上海200092 中文摘要当今纳米技术研究的前沿和热点之一是将纳米线按一定方式排列与组装构成纳米线阵列及纳米图形,它们是下一代纳米结构器件设计的材料基础,在激光技术、信息存储及计算技术、生物技术等各领域均有广阔的应用前景。介绍了在纳米线阵列材料制备以及纳米图形制作方面的技术研究进展,详述了模板法、自组装法以及纳米刻蚀法等技术的发展。 基金国家自然科学基金资助项目(50572069) 刊名材料导报 年2007 期01 第一责任人雷淑华; 3 题名硅纳米线阵列的制备及其光伏应用 作者吴茵;胡崛隽;许颖;彭奎庆;朱静; 中文关键词硅纳米线阵列;;减反射;;太阳电池 单位清华大学材料科学与工程系,清华大学材料科学与工程系,北京市太阳能研究所,清华大学材料科学与工程系,清华大学材料科学与工程系北京100084,北京100084,北京100083,北京100084,北京100084 中文摘要采用金属催化化学腐蚀方法在单晶硅片表面可以制备出大面积排列整齐、与原始硅片取向一致的硅纳米线阵列,得到的硅纳米线单晶性好、轴向可控且掺杂浓度不受掺杂类型和晶向的影响。基于此,我们成功制备了大面积硅纳米线p-n结二极管阵列。此外,硅纳米线阵列结构具有优异的减反射性能,探索了其在太阳电池中的应用。目前初步研制出了基于硅纳米线阵列的新型太阳电池,获得了最高为9.23%电池效率。同时也研究了限制硅纳米线阵列太阳电池转换效率的主要因素,为以后的应用做了前期的探索工作。 基金 刊名太阳能学报
水热法制备纳米线阵列
水热法制备锥状ZnO纳米线阵列及其光电性研究水热法制备锥状ZnO纳米线阵列及其光电性研究 摘要 ZnO是一种在光电领域中具有重要地位的半导体材料。采用聚乙二醇(PEG(2000))辅助的水热合成法制备出了粒径较为均匀的锥状氧化锌纳团线阵列, 并用SEM、XRD对其进行了表征。实验结果表明,表面活性剂(PEG22000)和氨水的加入量对ZnO纳米线阵列的形貌有直接的影响;分析出了不同体系中的化学反应过程及生长行为，研究了衬底状态、生长溶液浓度、生长时间、pH值等工艺参数对薄膜生长的影响，并对薄膜柱晶等特殊形貌晶体的生长机理进行了探讨。研究表明：薄膜的晶粒成核方式主要为异质成核，柱晶的生长方式为层-层生长。生长的ZnO柱晶的尺寸和尺寸分布与晶种层ZnO晶粒有着相同的变化趋势。随着生长液浓度的增加，ZnO棒晶的平均直径明显增大。生长体系长时间放置，会导致二次生长，形成板状晶粒。NH3·H2O生长系统，可以调节pH值来控制薄膜的生长。对于碱性溶液体系，ZnO合适的生长温度为70~90℃，通过调节温度，可以改变纳米棒的生长速率。 关键词：ZnO薄膜,低温,水热法,薄膜生长
HYDROTHERMAL SYNTHESIS OF ZnO NANOWIRE ARRAYSCONE AND OPTOELECTRONIC RESEARCH ABSTRACT ZnO is an important area in the status of photovoltaic semiconductor material.Polyethylene glycol (PEG (2000)) assisted hydrothermal synthesis were prepared by a more uniform particle size of zinc oxide nano cone line array group and use SEM, XRD characterization was carried out. The results show that surfactant (PEG22000) and ammonia addition on the morphology of ZnO nanowire arrays have a direct impact; analyze the different systems of chemical reactions and growth behavior of the state of the substrate, growth concentration, growth time, pH, and other process parameters on film growth, and morphology of thin film transistors and other special column crystal growth mechanism was discussed. The results show that: the film grain nucleation is mainly heterogeneous nucleation, crystal growth patterns column for the layer - layer growth. The growth of ZnO crystal size and column size distribution of ZnO grain and seed layer have the same trend. With the increase in the growth of concentration, ZnO rods significantly increased the average diameter of crystal.Growth system extended period of time will lead to secondary growth, the formation of tabular grains. NH3 ? H2O growth system, you can adjust the pH value to control the film growth. The alkaline solution system, ZnO is a suitable growth temperature 70 ~ 90 ℃, by adjusting the temperature, can change the growth rate of nanorods. Key words：ZnO films, low temperature, hydrothermal method, thin film growth
纳米线的制备综述
现代材料制备技术 期末报告 姓名：翁小康 学号：12016001388 专业：材料工程 教师：朱进
2017年6月24日
Si纳米线的制备方法总结及其应用 摘要：Si纳米线是一种新型的一维纳米半导体材料，具有独特的电子输运特性、场发射特性和光学特性等。此外，硅纳米线在宽波段、宽入射角范围内有着优异的减反射性能以及在光电领域的巨大应用前景。传统器件已不满足更快更小的要求，因此纳米线器件成为研究的热点。关于硅纳米线阵列的制备方法，本文主要从“自下而上”和“自上而下”两大类出发，分别阐述了模板辅助的化学气相沉积法、化学气相沉积结合Langmuir-Blodgett技术法和金属催化化学刻蚀法等方法。最后介绍了Si纳米线在场效应晶体管、太阳能电池、传感器、锂电池负极材料等方面相关应用。 关键词：Si纳米线；阵列；制备方法；器件应用 0 引言 近年来，Si纳米线及其阵列的制备方法、结构表征、光电性质及其新型器件应用的研究，已成为Si基纳米材料科学与技术领域中一个新的热点课题。人们之所以对Si纳米线的研究广泛关注，是由于这种准一维纳米结构具有许多显著不同于其他低维半导体材料的电学、光学、磁学以及力学等新颖物理性质，从而使其在场发射器件、单电子存储器件、高效率激光器、纳米传感器以及高转换效率太阳电池等光电子器件中具有重要的实际应用[1]。 硅纳米线阵列( silicon nanowires arrays，简称SiNWs阵列) 是由众多的一维硅纳米线垂直于基底排列而成的，SiNWs阵列与硅纳米线之间的关系如同整片森林与单棵树木一样，它除了具有硅纳米线的特性外，还表现出集合体的优异性能：SiNWs阵列独特的“森林式”结构，使其具有优异的减反射特性，在宽波段、宽入射角范围都能保持很高的光吸收率，显著高于目前普遍使用的硅薄膜。例如，对于波长300—800 nm的光，在正入射的情况下，硅薄膜的平均光吸收率为65% ，而SiNWs阵列的平均光吸收率在80% 以上；在光入射角为60°时，硅薄膜的平均光吸收率为45%，而SiNWs阵列的平均光吸收率达70%［2］。这对于硅材料在太阳能高效利用方面，具有十分重要的意义。本文将对国内外关于硅纳米线阵列的制备及其在光电领域应用的研究进展进行系统阐述。 1 Si纳米线阵列的制备方法 近年来，为制备有序的SiNWs阵列，研究者先后开发出多种制备方法，这些方法大体上可分为两类：“自下而上( bottom-up )”和“自上而下( topdown)”。前者是从原子或分子出发控制组装成SiNWs阵列；而后者则是从体硅(硅片)出
纳米银线导电膜相关资料
纳米银线的制作过程： 我们分散纳米材料的溶剂防止自发聚集，有几个是有效的溶剂。那些与我们的经验，在下面的表中列出了与浓度的纳米材料在我们的船：本表，样品浓度描述数量小于20纳米材料，而大部分集中介绍了包装的容器超过20克。我们保持纳米材料库存分散在乙醇和异丙醇。在其他溶剂可能需要额外的时间。如果其他溶剂比建议的需要，我们可以（收费）测试的能力，防止聚集的纳米材料。我们可以提供不同的纳米材料在浓度从上面列出的要求。 除了溶剂和纳米材料，少量乙醇（1.5 - 4.5 %）和水（0 %）是目前在所有我们的材料解决方案。我们的样品是装在注射器，而大量纳米材料的运输在大容器。我们选择容器内尽量减少空气含量。这可以防止我们的材料来自干燥沿着容器的两侧和聚集。 存储材料可以在室温下存放在溶剂提供。容器应关闭防止溶剂蒸发，并在容器内的空气减少，防止干燥线沿容器和随后聚集。货架寿命的材料在室温下是超过一年。 建议油墨配方某纳米银纳米线的解决方案包含非常少量的聚乙烯吡咯烷酮（术）。之前使用纳米材料的相容性，测试所需的粘结剂与聚乙烯吡咯烷酮和溶剂中，纳米材料被运。这可以通过混合的粘合剂和溶剂或聚乙烯吡咯烷酮和观察浊度的混合物。如果混合物仍然清晰，粘合剂和溶剂/聚乙烯吡咯烷酮兼容。粉状粘合剂往往更兼容而不液态的。 分散在纳米材料的粘结剂，轻轻摇纳米容器，添加粘结剂和分散，用
磁力搅拌器在200转，直到没有团块可见或30分钟。如果聚集后持续30分钟，超声粉碎混合物多达30秒（只使用超声作为可能的）。超声更长的时间可能导致压裂材料。如果丛生保持30秒以下的超声波，请联系我们。 所需浓度的纳米材料在油墨将取决于您的涂层的方法及应用。导电的应用，制定之间的0.2和0.5%纳米材料的重量通常是足够的。我们建议开始与一个配方的0.5%纳米材料的重量。 喷涂与干燥纳米材料涂层可以通过喷墨，丝网印刷，纺织涂层，和槽的染料涂层。涂层密度，将取决于您的应用。导电和抗生素的应用，我们建议开始与涂层密度0.05 - 0.1克/平方米和0.06克/平方米，分别。更高的涂层密度将导致更大的导电性和抗菌活性，但降低了透明度，增加霾。 我们建议在烘箱干燥防止自发聚集在干燥过程。我们的醇溶剂，干燥高于120℃的馏分以30分钟可能是成功地防止聚集。不允许自然蒸发。 收到后，小团块材料集装箱内是正常的。他们看起来像一个粉或砂。纳米材料应该不明显时，适当分散丛。如果丛生存在以下搅拌和超声上述指示，请与我们联系。 虽然银具有熔点高，我们的纳米材料烧结温度高于180摄氏度。这种烧结可能是可取的导电应用中涉及的银纳米线，因为大多数抵抗的纳米线网络位于导线连接。然而烧结可限制弹性导电网络，是不可取的应用开发是形状或暴露表面积的材料。
新型高性能半导体纳米线电子器件和量子器件
项目名称：新型高性能半导体纳米线电子器件和量 子器件 首席科学家：徐洪起北京大学 起止年限：2012.1至2016.8 依托部门：教育部中国科学院
一、关键科学问题及研究内容 国际半导体技术路线图（ITRS）中明确指出研制可控生长半导体纳米线及其高性能器件是当代半导体工业及其在纳米CMOS和后CMOS时代的一个具有挑战性的科学任务。本项目将针对这一科学挑战着力解决如下关键科学问题：（1）与当代CMOS工艺兼容、用于新型高性能可集成的纳电子器件的半导体纳米线阵列的生长机制和可控制备；（2）可集成的超高速半导体纳米线电子器件的工作原理、结构设计及器件中的表面和界面的调控；（3）新型高性能半导体纳米线量子电子器件的工作模式、功能设计和模拟、载流子的基本运动规律。 根据这些关键科学问题，本项目包括如下主要研究内容： (一)新型半导体纳米线及其阵列的可控生长和结构性能表征 在本项目中我们将采用可控生长的方法来生长制备高品质的InAs、InSb 和GaSb纳米线及其异质结纳米线和这些纳米线的阵列。 生长纳米线的一个重要环节是选取衬底，我们将研究在InAs衬底上生长高品质的InAs纳米线，特别是要研究在大晶格失配的Si衬底上生长InAs纳米线的技术。采用Si衬底将大大降低生长成本并为与当代CMOS工艺的兼容、集成创造条件。关于InSb和GaSb纳米线的制备，人们还没有找到可直接生长高品质InSb和GaSb纳米线的衬底。我们将研究以InAs纳米线为InSb和GaSb纳米线生长凝结核的两阶段和多阶段换源生长工艺，探索建立生长高品质InSb和GaSb纳米线及其InAs、InSb和GaSb异质结纳米线的工艺技术。本项目推荐首席徐洪起教授领导的小组采用MOCVD 技术已初步证明这种技术路线可行。我们将进一步发展、优化InSb和GaSb纳米线的MOCVD生长工艺技术，并努力探索出用CVD和MBE生长InSb和GaSb纳米线的生长技术。CVD是一种低成本、灵活性高的纳米线生长技术，可用来探索生长大量、多样的InSb、InAs和GaSb纳米线及其异质结，可为项目前期的纳米器件制作技术的发展提供丰富的
材料化学 课程报告
北京科技大学 课程报告 题目：GaN纳米材料研究进展 课程名称：材料化学基础 学院： 专业： 班级： 学生姓名： 学生学号： 日期：
前言： 随着光电产业的不断发展，对半导体材料的要求也越来越高。进入20世纪90年代以后，由于一些关键技术获得突破以及材料生长和器件工艺水平的不断提高，使GaN薄膜研究空前活跃，GaN基器件发展十分迅速。氮化镓（GaN） =3.39eV）、发光效率高、电子属III-V族宽直接带隙半导体，具有带隙宽（E g 漂移饱和速度高、热导率高、硬度大、介电常数小、化学性质稳定、抗辐射、耐高温等优点。由于以上优越的性能，GaN具有着巨大的应用潜力和广阔的市场前景，如高亮度蓝光发光二极管（LED）、紫外—蓝光激光二极管（LD）、异质结场效应晶体管（HFETs）、紫外探测器等光电子器件、抗辐射、高频、高温、高压等电子器件。[1]GaN也因此被誉为继第一代锗、磷化铟化合物半导体材料之后的第三代主导半导体材料，成为目前全球半导体研究者们关注的焦点。[2]第三代半导体也被誉为高温半导体，且其具有更宽的禁带宽度，因此可以广泛用于导弹防御、相控阵雷达、通信、电子对抗以及智能武器等军事装备，也可用于半导体照明以及光存储与处理，是推动信息技术在新世纪继续发展的关键技术。[3]日本和欧美都非常重视开展对宽禁带半导体技术的研究，分别制定和实施了各自的宽禁带半导体技术发展计划。日本于2001年就出台了“下一代半导体材料和工艺技术开发”计划，将GaN晶体管视为未来民用通信系统的核心，希望“GaN基HEMT”能替代目前在无线基站中起放大信号作用的硅和砷化镓芯片，并还可应用于汽车雷达等领域。而欧美则将宽禁带半导体技术视为下一代军事系统与装备的关键。2002年美国国防先进研究计划局实施了WBGSTI（宽禁带半导体技术）计划，成为加速改进SiC、GaN以及AlN等宽禁带半导体材料特性的重要“催化剂”。欧洲也于2005年制定并实施KORRIGAN（GaN集成电路
银纳米线透明导电膜
目录 1 课题背景 (1) 2 国内外研究进展 (2) 2.1 银纳米线的制备 (2) 2.1.1 银纳米线的制备状况 (3) 2.1.2 银纳米线的生长机理 (4) 2.2 银纳米线透明导电膜的制备 (6) 2.2.1 银纳米线薄膜制备 (6) 2.2.2 后处理工艺 (8) 2.2.3 渗透理论 (11) 2.3 银纳米线透明导电膜的应用 (12) 2.3.1 太阳能电池 (13) 2.3.2 透明加热器 (13) 2.3.3 触摸屏 (13) 2.3.4 显示器 (13) 3 展望 (13) 4 参考文献 (15)
1.课题背景 高导电性和高透光性的透明导电膜对于各种电子器件的性能是很有必要的。具有透明导电膜的光电子器件在我们日常生活中被广泛使用，如触摸面板和液晶显示器。透明导电氧化物通常在这些光电子器件中用作电极[1]。在电子工业中最常用的导电氧化物是氧化铟锡（ITO）[2]，它具有优异的光学透明度和低表面电阻，极大地拓宽了其在光电器件中的用途[3]，例如太阳能电池[4]、触摸屏[5]和平板显示器[6]。然而，ITO也有一些固有的缺点，例如沉积工艺需要高的真空度[7]，沉积温度比较高[8]，相对高的生产成本[9]和易脆的属性[10]。随着电子设备需求的快速增长和具有新特性设备的发展，例如柔性显示器[11]，柔性触摸面板[12]，柔性太阳能电池[13]，柔性晶体管[14]和柔性超级电容器[15]等，ITO不能满足这些要求。因此，一些研究者们已经深入研究了新的透明导电材料以替代ITO。 理想的能替代ITO的材料应该成本低，适应各种基底，且方便制备。最近研究了一些能替代ITO的材料，比如银纳米线[16]、碳纳米管[17]、石墨烯[18]、铝掺杂的氧化锌[19]和导电聚合物[20]。通常，透明导电膜应能够满足广泛不同应用的性能要求。例如，光学烟雾有益于太阳能电池但对触摸面板有害；触摸屏需要的薄层电阻在50-300 Ω/sq 的范围内。然而，太阳能电池薄层电阻应小于10 Ω/sq[21,22]。表1总结了各种透明导电膜的性质和制备方法[23]。 表1各种透明导电膜的性质和制备方法 含碳的透明导电膜主要包括碳纳米管和石墨烯。由于碳纳米管具有高导电性，高
探索半导体纳米线的奇特物理性质及可能应用
探索半导体纳米线的奇特物理性质及可能应用 报告人：俞大鹏教授 俞大鹏，男，1959年3月生。1993 年在法国南巴黎大学固体物理实验室 （Orsay）获博士学位。2000年获得 国家杰出青年科学基金，2002年获得 教育部长江学者特聘教授，是教育部长 江学者与创新计划“新型低维功能结构 与物理” 创新团队学术带头人。俞大鹏 教授的主要研究方向为准一维半导体纳 米结构与物理性质研究，是国际纳米线研究的创始人之一，在纳米线的制备、物理性质和器件效应研究方面做出的主要学术贡献包括: 发展了催化诱导与气相输运新方法、新技术规模制备硅纳米线，基本解决自下而上可控制备纳米线的核心难题；开拓了氧化物纳米线材料新领域；深入、系统地研究了纳米线的奇特物理性质和应用基础。俞大鹏教授共在国际核心专业刊物上发表360多篇论文，含国际顶级专业刊物论文Physical Review B/Letters（14）、 Applied Physics Letters/JAP（75）、Advanced Materials（11）、Nano Letters（7）等160余篇。相关论文被国内外其他同行累计引用超过10000次，H因子为54。以第一完成人获得了2004年度教育部提名自然科学一等奖、2007年获国家自然科学二等奖。担任Nano Research、《科学通讯》等国内外学术刊物编委，被邀请担任美国物理研究所（AIP）10 Year Review Committee Member （全球6名科学家）。
Exploring the Peculiar Physical Properties and Possible Applications of Semiconductor Nanowires YU Dapeng Nanowires have been a top-five focused research topics in physics, and stimulated intensive interests world-wide. This lecture composes of two major parts. Figure 1: (a). Mass-production of silicon nanowires from the bottom; (b). Strain modulation of the emission energy and electronic structures of semiconductor nanowires; (c). High field emission current density destined for planar display; (d). Flexible nanowire solar cells. In the first part, I will give a brief summary of our pioneer and leading contributions to the world-wide nanowire research. (1). We are the pioneers to synthesize silicon nanowires from the bottom via a catalytic-directed growth of semiconductor nanowires, and enable the controllability in size, orientation, and superlattice/coreshell heterostructures of semiconductor nanowires. (2). We extended the concept of nanowire synthesis to a wide variety of metal oxide nanowires, leading to a world-wide following up of the breakthrough. (3). It is further demonstrated that the physical properties of the semiconductor nanowires can be modified/ via chemical doping, tuned by magnetic and strain fields, resulting in the nanowire p-n heterojunctions, diluted magnetic semiconductors, and strain sensors. (4).We are the first to provide the experimental evidence of quantum confinement effect in silicon nanowires. It is showed that the spin current of a single magnetite nanowire can be tuned via magnetic field (spin filter), and the thermal spin transfer torque effect was