液相基底表面鋅納米晶體的生長(zhǎng)機(jī)理.pdf

1、一維納米結(jié)構(gòu)（如納米線、納米棒、納米管和納米帶等）的制備及其物理特征的研究是當(dāng)今學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)課題之一，其中對(duì)于一維納米結(jié)構(gòu)制備方法的探索及創(chuàng)新更是受到越來(lái)越多的關(guān)注。
　　采用真空熱蒸發(fā)方法，盧晨曦等人在液相基底（硅油）表面成功制備了鋅納米棒，利用掃描電子顯微鏡及透射電子顯微鏡研究了其微觀結(jié)構(gòu)，其結(jié)果表明:硅油表面鋅晶體的優(yōu)先生長(zhǎng)方向?yàn)閇0001]方向，從而生長(zhǎng)成棒狀結(jié)構(gòu);對(duì)眾多鋅納米棒的寬度和長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn)它們均服從對(duì)數(shù)

2、正態(tài)分布。
　　在各向同性的基底（硅油）表面，鋅晶體的定向生長(zhǎng)顯然不符合傳統(tǒng)的所謂的“二階段生長(zhǎng)模型”。我們的研究工作主要聚焦在此類鋅晶體的生長(zhǎng)機(jī)理:
　　(1)鋅晶體的晶格排列屬于六方密排結(jié)構(gòu)，各晶面方向的生長(zhǎng)速率不同。有研究結(jié)果認(rèn)為其存在優(yōu)先生長(zhǎng)方向，如[0001]和[0110]等，即c軸和a軸方向。我們對(duì)此進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。
　　(2)在固相基底上，由于沉積鋅原子與基底作用力較大，擴(kuò)散系數(shù)較小，此類優(yōu)先生長(zhǎng)現(xiàn)

3、象很難明顯凸現(xiàn)，鋅原子將通過(guò)擴(kuò)散形成以六角片狀結(jié)構(gòu)為主的晶體。而在液相基底表面，情況則有所不同，沉積原子與基底之間相互作用力較小，甚至可認(rèn)為是處于近自由支撐的狀態(tài)，擴(kuò)散系數(shù)較大，鋅晶體的優(yōu)先生長(zhǎng)方向得以顯現(xiàn)，從而使其在液體表面沿c軸或a軸方向定向生長(zhǎng)成納米棒或納米線。
　　(3)由于沿c軸生長(zhǎng)單位長(zhǎng)度所需原子數(shù)目恒定，而沿a軸生長(zhǎng)有六個(gè)等價(jià)方向，單位長(zhǎng)度所需原子數(shù)目將成比例增加。因此根據(jù)質(zhì)量守恒和表面能最低原理，在沉積原子數(shù)恒定情

4、況下，考慮到在近自由支撐液相基底表面鋅原予具有較大的擴(kuò)散系數(shù)，生成一維棒狀結(jié)構(gòu)理應(yīng)是優(yōu)先選擇。
　　本文各章節(jié)的主要內(nèi)容安排如下:
　　第一章:綜述了一維納米結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，包括對(duì)制備方法和物理性質(zhì)及其應(yīng)用前景的介紹;對(duì)固相基底和液相基底表面納米團(tuán)簇的生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行了分析與對(duì)比;介紹了在液相基底表面制備的鋅納米晶體，并對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器及原理作了簡(jiǎn)單介紹。
　　第二章:對(duì)晶體生長(zhǎng)形態(tài)、生長(zhǎng)方式及優(yōu)先生長(zhǎng)方向的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)研