SiO2納米線的生長(zhǎng)與Si源和退火條件關(guān)系的研究.pdf

1、納米材料科學(xué)是新興起來(lái)的一門(mén)學(xué)科,至今已有三十年的歷史.SiO2納米材料是新型納米材料,其特有的性質(zhì),如:小體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等,使其不僅具有普通二氧化硅的性質(zhì),而且具備納米粒子所特有的性質(zhì),在橡膠、塑料、纖維、涂料、光化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景.
　　本文從內(nèi)容上主要分為兩個(gè)部分,第一部分是在不同實(shí)驗(yàn)條件下制備SiO2納米線,包括不同的Si源(Si粉,SiO粉)及生長(zhǎng)條件(退火時(shí)間、

2、溫度及襯底).實(shí)驗(yàn)分為兩種模式,濺射組和非濺射組.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索,初步獲得制備SiO2納米線的可行性方案.第二部分,是在第一部分的基礎(chǔ)上,對(duì)可行性方案進(jìn)行改進(jìn).實(shí)驗(yàn)主要分為兩部分:磁控濺射過(guò)程和退火過(guò)程.對(duì)于探索實(shí)驗(yàn)階段的非濺射組,清洗處理好的襯底直接進(jìn)入退火過(guò)程.實(shí)驗(yàn)后的樣品做了相關(guān)的形貌測(cè)試、成分測(cè)試和發(fā)光測(cè)試.具體內(nèi)容如下:
　　1、研究不同Si源情況下SiO2納米線的生長(zhǎng)情況.實(shí)驗(yàn)研究的是濺射組,濺射Au時(shí)間6s,膜的厚度約

3、為18nm.然后對(duì)濺射好的樣品進(jìn)行退火,實(shí)驗(yàn)粉末分別為SiO粉和Si粉.溫度1100℃下退火60min.并用掃描電子顯微鏡對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)情況下樣品的形貌進(jìn)行測(cè)試.
　　2、研究不同生長(zhǎng)條件下的SiO2納米線生長(zhǎng)情況,包括不同的退火時(shí)間、溫度及不同的襯底.首先研究的是濺射組在不同退火溫度下SiO2納米線的生長(zhǎng)情況,濺射好的樣品分別在溫度950℃、1000℃、1050℃和1100℃下進(jìn)行退火;其次研究的是不同退火時(shí)間下SiO2納米線的生長(zhǎng)

4、情況,濺射好的樣品分別退火60min、80min、100min和120min;最后研究的是非濺射組在不同襯底條件下 SiO2納米線的生長(zhǎng)情況,襯底分別為Si(111)毛片和Si(111)拋光片.處理好的樣品直接進(jìn)入退火過(guò)程.實(shí)驗(yàn)粉末為Si粉,溫度1100℃下退火100min.
　　3、在上述探索實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)制備SiO2納米線的可行性方案做進(jìn)一步的改進(jìn).本組實(shí)驗(yàn)研究的均為濺射組.首先,研究不同濺射時(shí)間下的,濺射Au的時(shí)間分別為6

5、s和12s,退火過(guò)程加入Si粉和碳粉的混合粉末,溫度1100℃下退火80min,得出不同尺寸的長(zhǎng)直的納米線結(jié)構(gòu).其次,研究的是實(shí)驗(yàn)粉末加入碳粉和未加入碳粉的情況下SiO2納米線生長(zhǎng)情況.樣品濺射Au的時(shí)間為12s,退火過(guò)程加入粉末分別為Si粉、Si粉和碳粉的混合粉末,溫度1100℃下退火90min,分別得到花型和燈籠狀納米結(jié)構(gòu).第三研究的加入碳粉的濺射組在不同退火時(shí)間下的SiO2納米線生長(zhǎng)情況.濺射Au的時(shí)間12s,溫度1100℃下退火