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中科院近代物理所:纳米材料结构调控研究获新

  中国科学院近代物理研究所:纳米材料结构调控研究的新进展

  中国科学院近代物理研究所:纳米材料结构调控新进展中国科学院近代物理研究所近日中国科学院近代物理研究所两个研究团队利用重离子轨道模板和电化学沉积技术,成功实现了铜纳米线晶体学特性的调控。纳米技术已发表相关成果,受到评论人员的高度评价。文章发表后立即引起了社区网站nanotechweb.org的注意,并将研究结果报告为“利用离子轨迹模板和电化学沉积进行调整的铜纳米线”。材料科学的标志之一是通过控制材料的结构特性来获得所需的功能响应纳米材料的研究也不例外实现纳米材料的物理结构可控制备不仅是基础研究必不可少的,而且为纳米材料的实际应用奠定了基础。金属纳米线由于其优良的电学,光学,磁学和热学性质,在微纳米电子学,光电子器件,催化和传感器等领域具有广泛的应用,对于许多纳米线多年来,尽管许多用于制备金属纳米线的物理化学方法h已经被国际上发明,纳米线的物理结构的控制仍然是具有挑战性的。为了制备金属纳米线,近几年来,科研人员首先利用高能重离子加速器加速重离子轰击模板材料,形成纳米级重离子潜痕,并对潜痕进行化学蚀刻转化为纳米孔道,最后采用电化学沉积技术用不同的金属材料填充不同的纳米材料以形成纳米线。铜纳米线的结果表明,可以在较低的沉积电压和较高的温度下形成单晶纳米线,而在相反的条件下可以获得多晶铜纳米线。通过控制电解质成分,沉积温度和电压,制备条件可以分别获得沿[111],[100]或[110]方向的晶体学上优选的纳米线。对于多晶纳米线,理论上验证了理论预测的多晶纳米铜的新型力学性能:Anti-Hall-Petch效应。这些研究结果表明,重离子跟踪结合电化学沉积技术是一种高度灵活的方法来控制制备的金属纳米线,并使金,银,铂,钴和其他纳米线更多的材料的结构调节,从而获得所需的物理化学性质。
\\ u0026>本世纪初以来,近材料研究小组一直致力于基于重离子跟踪技术开发纳米材料的控制制备和物理性能。利用重离子轨道模板结合电化学沉积技术,成功制备了金,银,铜,钯,钴,硫化镉,聚吡咯等金属,半导体和聚合物纳米线,并对其电学,磁学,光学,机械和化学属性。通过与GSI Helmholtz重离子研究中心的合作,在重离子跟踪模板中首次合成金纳米线,并使用扫描隧道显微镜,发现多晶金纳米线也与纳米多晶体的Anti-Hall-Petch效应相似,铜,结果发表在纳米技术(17(2006)1922)已被国际同行认可,论文引用次数超过40次。
\\ u0026>此外,合作小组还首次系统地研究了金,银,铜,钯,铂和钴纳米线阵列的表面等离子体共振特性。结果表明,这些金属纳米线阵列不仅支持表面等离子体共振,而且还通过纳米线直径和长度,形状,面密度和入射光角度等参数在较宽的光谱范围内调制它们。相关研究成果表明,金属纳米线可能应用于表面增强光谱学,纳米光学路由器,太阳能电池等应用领域,扩大金属纳米线的应用范围起到了催化作用。一些研究成果已发表在Journal of Physical Chemistry C(113(2009)13583)上。
\\ u0026>以上研究由中国科学院“西部之光”人才培养计划,国家自然科学基金,甘肃省自然科学基金和近期房地产研究所所长资助。
 

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