激光烧蚀法制备一维纳米线

形成Ge-Au合金
Ge纳米晶体的成核
Ge纳米晶体的生长
图6 原位透射电镜观察Ge纳米线的气液固生长过程
图7 Pr催化制备的硅纳米线及其头部的能谱图
源自文库
三、一维纳米线的影响因素
激光强度:激发的等离子体气焰的状态； 生长腔压力:决定内部气体的密度，影响热梯度及生长的速 率和方向； 气流流速:决定蒸发后等离子体的流动速度，影响纳米线在 核上进一步生长的方向和速率； 生长时间:影响纳米线的生长大小，过长也会使副产品增多 生长温度:一般高温可以减少生成纳米线时产生的缺陷。
激光烧蚀法是用一束高能激光辐射靶材表面,使其表 面迅速加热融化蒸发,随后冷却结晶生长的一种制备 一定密度的蒸发 材料的方法。
粒子和高温区域 ,高温区域保留 一定的时间
图1 激光烧蚀法示意图
图2 激光烧蚀法制备的纳米线的形貌图
YOUR SITE HERE
二、一维纳米线生长机理
图3 纳米催化剂制备纳米线的示意图
YOUR SITE HERE
图9 不同区域生长的SiNWs纳米线的TEM (a) zone A (1120–1080 C); (b) zone B1 (1080–1020 C); (c) zoneB2 (1020–960 C); and (d) zone C (960–910 C).
四、总结与展望
这种制备技术具有一定的普适性，只要欲制备的材料能 与其他组分形成共晶合金，则可根据相图配制作为靶材 的合金，然后按相图中的共晶温度调整激光蒸发和凝聚 条件，就可获得欲制备材料的纳米线。
从Ge-Au二元相图可看 出,当温度高于最低共熔 点(363℃)时，Ge和Au 将形成液相合金(Ⅰ)。 由于液相表面的吸附系 数大,来自气相的Ge将 优先在Ge-Au的液相合 金表面沉积,当Ge在GeAu的液相合金中过饱和 时,Ge纳米线将在固液 界面处析出(Ⅱ-Ⅲ)。 图5 Ge纳米线的气液固生长过程及Ge-Au二元相图
谢谢！ 欢迎老师、同学批评指正！
激光烧蚀法与VLS生长机制结合起来制备出了 一维纳米材料，一维纳米材料的半径、长度、 形貌等受激光烧蚀法的工艺参数的控制。 进一步研究纳米线的生长机理以及激光工艺参 数与制备结果的关系，在此基础上找到能大量 生产的制备工艺,以便能用于工业化生产。
YOUR SITE HERE
参考文献
[1]Yi-Han Yang, Sheng-Jia Wu, Hui-Shan Chiu et al. Catalytic Growth of Silicon Nanowires Assisted by Laser Ablation[J]. J. Phys. Chem. 2004, 108, 846-852. [2]裴立宅,唐元洪.硅纳米线的制备与生长机理[J].材料科学与工程学报 .2004,92:922-928. [3] 裴立宅.硅纳米线的制备技术[J].稀有金属快报，2007，6：11-17. [4]晋传贵,裴立宅,俞海云.一维无机纳米材料[M].北京,冶金工业出版社 ,2007,6：1-4.
VLS生长纳米线（管）中存在着两个过程： 一是气态原子在气液界面不断解离溶入液态催化剂中； 二是过饱和溶质在液固界面以界面能最低的方式不断析出
该过程中气、液和固三相共存，故被称为VLS生长。
液相催化剂最小半 径为0.2μm数量级 (平衡热力学的限制) 激光烧蚀的作用可 使液相催化剂团簇 尺寸达到纳米级 激光烧蚀法与晶体生 长的VLS法相结合
激光烧蚀法制备一维纳米线
主要内容
1. 激光烧蚀 2. 一维纳米线生长机理 3. 一维纳米线影响因素 4. 总结与展望
一、激光烧蚀
一维纳米材料是在碳纳米管的基础上发展起来的 ，各种新颖的一维纳米材料相继被发现。一维纳 米结构具有的许多独特性能不仅为人们研究材料 的电子、光学、输运性质、机械等性能与量子尺 度的关系提供了好的物质模型，而且也为纳米结 构的合成和组装提供了新的机遇。一维纳米材料 的可控制备、性能研究和应用对于促进纳米科技 领域的发展有十分重要的作用，有助于发现新的 效应，发展新的器件，以至于形成新的产业。