一維納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑、表征及應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,隨著納米科技的發(fā)展,如何從原理和制備方法上進(jìn)一步微型化電子元件至納米甚至分子尺度受到人們的高度重視.一維納米材料,例如納米線、納米管,在納電子線路中既有連線功能又有器件功能,是納電子線路中不可或缺的電子器件.此外,由于它可以像常規(guī)硅微電子器件那樣利用基本的物理學(xué)原理進(jìn)行測量和設(shè)計(jì),這使得人們更容易理解和操縱,已成為近年來納電子器件研究的熱點(diǎn).本文主要圍繞納電子器件的結(jié)構(gòu)問題,建立構(gòu)筑表面原子/分子結(jié)構(gòu)確定、尺度和形狀可控的一維納

2、米結(jié)構(gòu)體系的方法,運(yùn)用各種物理和化學(xué)制備方法,發(fā)展一維納米構(gòu)筑技術(shù)和其電學(xué)性質(zhì)測量方法.主要研究結(jié)果如下:1.以多孔陽極氧化鋁為模板,采用兩步交流電脈沖沉積的方法制備得到具有單晶結(jié)構(gòu)的有序金納米線陣列.初步研究了氧化鋁模板中交流電沉積制備金屬納米線的機(jī)理.2.采用兩步交流電沉積、分子自組裝與化學(xué)鍍相結(jié)合的方法,在陽極氧化鋁模板的有序納米級孔洞中制備了具有不同鏈狀分子結(jié)構(gòu)的金屬一分子一金屬異質(zhì)結(jié).3.分別采用電化學(xué)和電遷移法制備了具有不同

3、量化程度的Au、Cu量子線.其中,由于材料結(jié)構(gòu)缺陷在納米級的隨機(jī)性,電遷移法制備量子線的重現(xiàn)性較差.采用恒電位四電極方法和恒電流三電極方法制備了具有不同間距的納米間隔.其中,恒電位方法基于電子的隧穿現(xiàn)象,它適合于制備1nm以下的間隔;恒電流方法基于電極/溶液界面電勢分布隨距離的變化,它可以制備從數(shù)納米至埃米級的間隔.利用具有埃米間隔的電極對,初步研究了電極/溶液界面的電雙層結(jié)構(gòu)與電解質(zhì)濃度的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了GCS模型在高濃度條件下的局限性.