低维纳米材料总结
低维纳米材料的合成与其性质分析
本论文着重从制备高质量的低维纳米材料出发，从而研究了几种低维纳米材料的合成及其相关的性质。
基于实验结果，这几种低维纳米材料有望在相关的领域得到应用。
其主要内容如下：1. 运用简单的物理热蒸发制备了大量的锌纳米线。
XRD、SEM、TEM和EDX技术分别对产物锌纳米线进行了表征和分析。
结果表明此法制备的锌纳米线产率高、尺寸分布均匀和表面含氧量低。
纳米线具有蜿蜒曲折的几何形，长达几微米，直径约50nm。
SAED和HRTEM照片显示了该纳米线的高结晶度和[0001]生长方向。
正是由于锌纳米线的表面含氧量少，我们顺利测得了它的荧光光谱，发现与块体荧光峰相比，纳米线的发射峰明显存在蓝移。
2. 采用水热法大量合成了α-FeOOH纳米棒。
产物的SEM和TEM照片展示了该法合成的α-FeOOH产率高、尺寸分布均匀。
纳米棒的长度在1µm左右，直径约50nm。
用震动样品磁强计测得了α-FeOOH纳米棒的磁滞回线。
与天然块体相比，它的矩形度明显减小。
根据硬磁和软磁矫顽力大小的划分范围，此法合成的α-FeOOH纳米棒属于典型的半硬磁材料。
3. 利用前驱体热分解法，再通过优化实验条件，在200o C下成功制备了LiMn2O4纳米晶。
所制样品的结构和形貌用XRD、SAED、SEM和TEM进行了表征。
结果表明，所获的超细粉末为具有尖晶石结构的LiMn2O4，其粒径范围在80-120nm之间。
通过对凝胶前驱体在不同煅烧时间下所得产物的XRD图谱分析，讨论了其可能的生长机理，从而得出了LiMn2O4纳米晶的形成过程为反应控制过程。
关键词：纳米技术，低维材料，合成，性质The intention of this dissertation is to prepare low dimensional nanomaterials with high quality. Accordingly, our efforts were focused on synthesizing low dimensional nanomaterials and studying their concerned properties. The results show that the as-prepared materials have promising applications in relevant fields. The main results are summarized as follows:1. Zn nanowires were obtained via thermal evaporation. The resulting Zn nanowires were characterized and confirmed by means of X-ray powder diffractometer (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Above analysis of characterization indicates that the uniform zinc nanowires with high yield usually have serpentine geometries, with lengths up to several micrometers and diameters about 50nm. The selected area electron diffraction (SAED) pattern and high-resolution transmission electron microscopy (TEM) image demonstrate perfect crystallinity with the growth direction of [0001]. Owing to low content of oxygen in the as-prepared products, their photoluminescence spectrum was observed, which exhibits a significant blue shift.2. α-FeOOH nanorods were synthesized by hydrothermal technique. The SEM and TEM images present large-scale α-FeOOH nanorods with narrow size distribution. The as-prepared nanorods have about 1µm length and 50nm in diameter. Hysteresis loops were measured on vibrating sample magnetometer at room temperature. The result shows that the loop area of nanorods is much smaller than that of bulk in nature. Judged by the value of Hc, α-FeOOH nanorods belong to typical semihard magnetic materials3. Spinel LiMn2O4 nanocrystalline was successfully prepared at 200o C depending on optimizing experiment conditions on a basis of precursor-thermal decomposition method. The structure and morphology of as-prepared products were characterized with XRD、SAED、SEM and TEM, respectively. In virtue of analyzing XRD patterns from different calcining times, we proposed a possible mechanism for the formation of LiMn2O4, which shows a reaction-controlled process.Key w ords: Nanotechnology, Low dimensional materials, Synthesis, Properties目录第一章纳米材料及其研究进展 (1)§1-1 引言 (1)§1-2 纳米材料基础 (2)§1-3 纳米材料的结构和特殊效应 (2)§1-4 纳米材料的特殊性质 (5)§1-5 纳米材料的应用前景 (8)§1-6 纳米材料的制备方法及其进展 (9)§1-7 立题依据及主要工作 (16)参考文献 (17)第二章高纯度锌纳米线的制备、表征及其光学性质 (24)§2-1 热蒸发技术的简介 (24)§2-2 研究背景 (24)§2-3 实验部分 (25)§2-4 结果与讨论 (26)§2-5 结论 (30)参考文献 (30)第三章均一α-FeOOH纳米棒的制备、表征及其磁性质 (33)§3-1 羟基氧化铁概述 (33)§3-2 研究背景 (34)§3-3 实验部分 (34)§3-4 结果与讨论 (35)§3-5 结论 (40)参考文献 (40)第四章低温合成尖晶石型LiMn2O4纳米晶 (42)§4-1 锂离子电池正极材料的概述 (42)§4-2 研究背景 (44)§4-3 实验部分 (44)§4-4 结果与讨论 (45)§4-5 结论 (49)参考文献 (49)附录：1.硕士期间完成的论文 (52)2.致谢 (53)第一章纳米材料及其研究进展§1-1引言作为一种物质状态，纳米材料早就被人们利用，人们制备纳米材料的历史至少可以追溯到1000多年前。
低维纳米材料的制备和性能研究
低维纳米材料的制备和性能研究随着科学技术的不断发展，人们对新材料的需求与日俱增。
近年来，低维纳米材料成为了科学研究的热点之一。
低维纳米材料是指一种厚度在纳米级别，但是其他两个维度尺寸较大的材料，通常包括二维材料和一维材料。
这种材料的特殊属性使它具有许多独特的性能和应用。
一、低维纳米材料的制备方法低维纳米材料的制备非常关键，对于纳米材料的性质和性能有着至关重要的影响。
目前，主要的制备方法有以下几种：1. 化学合成法化学合成法是指通过化学反应合成纳米材料。
这种方法制备出的材料通常具有尺寸均一，形态可控的特点。
2. 物理法物理法是指利用物理手段来制备纳米材料。
这种方法相对于化学合成法来说，具有更好的可重复性和更高的制备效率。
目前主要采用的物理法包括机械法、电化学法、热蒸发法、溅射法和激光剥离法等。
3. 生物法生物法是指利用生物学特性制备纳米材料。
这种方法具有环保、可持续发展等优点，产物纯度高，稳定性好。
生物合成法除了可以制备纳米颗粒，还可以制备类似氧化石墨烯、金属无定形合金等二三维纳米材料。
二、低维纳米材料的性能低维纳米材料由于其特殊的物理结构，在性能上具有很多优良的特点。
具体来说，低维纳米材料具有以下几个方面的性能优势：1. 电学性能大部分低维纳米材料的电性能性能表现优异，且有着极高的载流子迁移率、优秀的导电和强电场效应等特点。
这些特点使低维纳米材料在电子器件中具有广泛应用前景。
2. 光学性能低维纳米材料在光学性能方面也表现出许多优异的特点。
许多低维纳米材料本身就具备较好的光学特性，如碳纳米管、纳米线、纳米棒等，它们的光吸收和光致发光性能比其他材料有所提升。
此外，低维纳米材料还可以通过对其表面进行表面修饰，进一步提升其光学性能。
3. 机械性能当低维纳米材料变得极长、极细时，其表现出了一些其他材料所不具备的性能，比如极高的柔性和轻量化。
如石墨烯就是非常著名的一种极度轻薄材料，拥有高度的柔性和强度，可以广泛应用于柔性电子和柔性传感器等领域。
低维纳米材料的制备及其应用研究
低维纳米材料的制备及其应用研究随着纳米技术的不断发展，低维纳米材料成为了当前研究热点之一。
低维纳米材料是指纵向维度比横向维度小很多的纳米材料，具有很强的表面效应和量子效应，因此在光学、电子、能源、生物医学等领域有着广泛的应用前景。
本文将从制备方法、表征技术和应用研究三个方面进行探讨。
一、低维纳米材料的制备方法制备低维纳米材料的方法非常多样，常见的有物理法、化学法和生物法三种方法。
1. 物理法物理法是最早用于制备低维纳米材料的方法之一，也是目前最为常用的方法之一。
其优点在于操作简单，成本低，生成的材料结晶度高。
其中较为常见的有微流控法、机械剥离法、氧等离子体法和物理气相沉积法等。
（1）微流控法微流控法是一种通过微细结构构造实现材料制备的新技术，可以实现高通量、高精确度、低成本的制备。
其原理是利用微流控芯片内的微通道和微结构控制流体的流动和混合，通过控制反应物的混合程度、反应时间、温度等因素得到制备的材料。
微流控法具有材料制备快速、结晶度高、精确度高、污染少等优点，已广泛应用于低维纳米材料的制备中。
（2）机械剥离法机械剥离法是指通过机械方法将大块材料剖成纳米厚度的材料，常用于制备石墨烯和石墨烯衍生物等纳米材料。
其优点在于可以得到单层和双层的石墨烯，结晶度高，但缺点在于步骤繁琐，易造成材料污染和损伤。
（3）氧等离子体法氧等离子体法是指通过等离子体反应将原材料沉积在衬底上制备低维纳米材料。
其优点在于结晶度高且可控性好，但氧化对材料的性能和稳定性有所影响。
（4）物理气相沉积法物理气相沉积法是指通过蒸发和凝华的方式，将原材料沉积在衬底上制备纳米材料。
其优点在于成本低，成品稳定性好，适用于制备单晶、多晶纳米材料。
2. 化学法化学法是指通过化学反应将原材料转化为低维纳米材料。
其优点在于制备过程中可以控制各种反应参数，可以制备出较为均匀和纯净的低维纳米材料。
其中常用的化学法有溶液法、水凝胶法、水热法等。
（1）溶液法溶液法是指通过水或有机溶剂溶解原材料，然后在加入还原剂、表面活性剂等反应物质的情况下，通过控制反应参数如温度、pH等制备低维纳米材料。
低维纳米材料
低维纳米材料低维纳米材料是指在一维、二维或三维纳米尺度上具有特殊结构和性质的材料。
这些材料通常具有独特的电子、光学、热学和力学性质，因此在纳米科技领域具有重要的应用前景。
本文将就低维纳米材料的定义、特点、制备方法以及应用前景进行介绍。
首先，低维纳米材料的定义是指其在至少一个维度上具有纳米尺度。
一维纳米材料例如纳米线、纳米管，二维纳米材料例如石墨烯、硼氮化物，三维纳米材料例如纳米颗粒等都属于低维纳米材料的范畴。
这些材料因其尺寸效应、表面效应和量子效应等特点，展现出与宏观材料截然不同的性质。
其次，低维纳米材料具有许多独特的特点。
首先，它们具有巨大的比表面积，使得其在催化、吸附等方面具有重要应用。
其次，低维纳米材料的电子结构受限于其维度，因此具有许多新奇的电子性质，例如量子点的量子大小效应。
另外，低维纳米材料的光学性质也具有特殊之处，例如石墨烯的光学透明性和导电性。
此外，低维纳米材料的力学性质也备受关注，例如碳纳米管的超强韧性和超导材料的磁性等。
低维纳米材料的制备方法多种多样，可以通过化学气相沉积、物理气相沉积、溶液法、机械剥离等途径进行制备。
这些方法各有优缺点，可以根据具体要求选择合适的方法进行制备。
最后，低维纳米材料在诸多领域具有广泛的应用前景。
在电子器件领域，石墨烯、碳纳米管等低维纳米材料因其优异的电子传输性能被广泛应用于场效应晶体管、柔性电子器件等领域。
在能源领域，低维纳米材料的光催化性能和电催化性能也备受关注，被应用于太阳能电池、燃料电池等领域。
在生物医药领域，低维纳米材料也具有重要应用，例如纳米药物载体、生物成像等方面。
综上所述，低维纳米材料因其独特的结构和性质，在纳米科技领域具有重要的应用前景。
随着制备技术的不断进步和应用领域的拓展，相信低维纳米材料将会在未来发展中发挥越来越重要的作用。
低维材料范文
低维材料范文低维材料是一种结构维度较低的材料，通常由单层或少数层的原子或分子构成。
它的特殊的结构和性质使得低维材料在纳米技术和电子学等领域展现出巨大的潜力。
本文将介绍几种常见的低维材料及其应用。
首先，石墨烯是最为知名的低维材料之一、它由单层的碳原子构成，具有高度的导电性和导热性。
石墨烯的独特结构使得它成为开展纳米电子学研究的理想材料。
石墨烯的电子可移动性极高，因此在纳米电子器件中可以实现高速传输和处理数据的能力。
此外，由于石墨烯可以通过拉伸形成纳米尺度的孔洞，因此在纳米过滤器和储能设备等领域也有广泛应用。
第二，碲化二维材料具有较高的载流子迁移率和光吸收能力。
其中，二硒化钼和二硫化钼是最常见的碲化二维材料。
它们的晶体结构中，金属离子与硫（或硒）原子形成一个二维的平面，有利于电子的传输。
碲化二维材料在光电子器件中具有重要的应用潜力，如光电探测器和光催化剂等。
此外，碲化二维材料还可以通过控制其结构或化学成分实现各种特殊性质的调控，如磁性和拓扑绝缘等。
第三，过渡金属二维材料也是一类重要的低维材料。
它们由过渡金属原子形成的二维平面结构构成，具有多种功能性能。
其中，二硫化钴和二硒化钴是常见的过渡金属二维材料。
这些材料具有媲美石墨烯的导电性和机械稳定性，同时还具有独特的磁性和光学性质。
过渡金属二维材料在存储器件和传感器等领域有广泛的应用潜力。
最后，有机-无机杂化低维材料是一类由有机和无机组分通过化学键形成的材料。
在这类材料中，有机分子通过与无机原子团簇相互作用，形成稳定的二维平面结构。
有机-无机杂化低维材料具有丰富的光电性质，可以用于制备光电器件和光电转换材料。
此外，有机-无机杂化低维材料还具有良好的可加工性和机械性能，因此在柔性电子学和可穿戴设备等领域也有广泛应用。
综上所述，低维材料是具有特殊结构和性质的一类材料。
石墨烯、碲化二维材料、过渡金属二维材料和有机-无机杂化低维材料都是重要的低维材料。
它们在纳米电子学、光电子学和柔性电子学等领域具有广泛的应用潜力，对于推动纳米技术和电子学的发展具有重要意义。
低维纳米材料
低维纳米材料
低维纳米材料是指在一维、二维或三维方向上至少有一个尺寸在纳米尺度的材料。
这些材料具有独特的物理、化学和电子性质，因此受到了广泛的关注和研究。
在过去的几十年里，低维纳米材料在纳米科学和纳米技术领域取得了重大进展，为材料科学、能源领域、生物医学和电子学等领域带来了许多新的机遇和挑战。
一维纳米材料是指在一方向上具有纳米尺度的材料，例如纳米线和纳米管。
这些材料通常具有高比表面积和优异的电子输运性能，因此在电子器件、传感器和催化剂等领域具有重要的应用价值。
例如，碳纳米管是一种典型的一维纳米材料，具有优异的机械强度和导电性能，被广泛应用于纳米材料增强复合材料、柔性电子器件和生物医学领域。
二维纳米材料是指在两个方向上具有纳米尺度的材料，最典型的例子就是石墨烯。
石墨烯是由碳原子构成的二维晶格结构，具有优异的导电性、热导性和机械强度，因此在电子学、光学和材料科学领域具有广泛的应用前景。
除了石墨烯，二维过渡金属硫化物、氧化物和硝化物等材料也受到了广泛的关注，它们在光电器件、能源存储和传感器等领域具有重要的应用潜力。
三维纳米材料是指在三个方向上都具有纳米尺度的材料，例如纳米颗粒和纳米多孔材料。
这些材料具有高比表面积和丰富的表面活性位点，因此在催化剂、吸附剂和生物医学材料等领域具有重要的应用价值。
例如，纳米颗粒在生物医学成像、药物传输和癌症治疗等方面具有独特的优势，受到了广泛的关注和研究。
总的来说，低维纳米材料具有独特的结构和性能，为材料科学和纳米技术领域带来了许多新的机遇和挑战。
随着科学技术的不断发展，相信低维纳米材料将会在更多的领域展现出其巨大的应用潜力，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
低维纳米材料的制备与性能研究
低维纳米材料的制备与性能研究纳米技术作为现代科技领域的热门话题，已经被广泛应用于材料、电子、生物、医学等各个领域。
其中，低维纳米材料由于具有独特的结构特性，在应用上具有很大的潜力。
本文将主要探讨低维纳米材料的制备与性能研究。
一、低维纳米材料的概念与特性低维纳米材料是指在空间尺度上只有纳米级别的材料，并具有特殊的表面和量子效应。
常见的低维纳米材料包括薄膜、纳米线和纳米管等。
由于纳米级别的物质与地球上其他物质之间存在尺寸效应，低维纳米材料具有良好的光电、磁学、力学和热学性能。
低维纳米材料的表面积相比其体积更大，这使得原本只能表现在材料表面的属性能够被扩大到整个材料，从而拓宽了各种材料的应用领域。
在即将到来的新能源时代，低维纳米材料的高电导率、高传输速度、低电阻率等特性将被广泛应用于电子器件中，以实现快速、高效的数据传输。
二、低维纳米材料的制备方法低维纳米材料的制备主要有化学气相沉积、溶液法、物理气相沉积等多种方法。
其中，溶液法是一种适用性非常广泛的制备方法，因其成本低，制备工艺简单而受到广泛关注。
溶液法制备低维纳米材料的方法有两种，一种是通过水热法制备，一种是通过动力学控制来制备。
水热法是将所需原料、溶剂等放入高压釜中，在高温高压条件下反应制备。
动力学控制则是通过液晶自组装、阴离子交联等方法控制组装过程中的动力学参数，来制备所需的低维纳米材料。
除溶液法外，还有一种物理气相沉积制备低维纳米材料的方法。
物理气相沉积是通过高能电子束或激光等能量加热氧化物来实现材料蒸发，蒸发后会形成纳米级别的颗粒、薄膜或线性结构，并沉积到基板上形成所需的低维纳米材料。
三、低维纳米材料的应用由于低维纳米材料的独特结构特性，其应用领域非常广泛。
在电子领域中，纳米线材料被广泛应用于高性能电子器件中，如场效应晶体管(FET)、太阳能电池、发光二极管(LED)、夜视器材、生物传感器等。
在能源领域中，纳米级别的热电材料、热电发生器等都被广泛运用。
低维纳米材料总结.
低维纳米材料的制备与性能研究创新实践课徐成彦材料科学与工程学院微系统与微结构制造教育部重点实验室课时安排共32学时，授课及讨论20学时，实践教学12学时2-9周授课：周四、周六，A513 实践课：微纳米中心(科学园B1栋314)联系方式办公室：材料楼502房间电话：86412133E-mail:*************.cnHomepage: /pages/cyxu一.纳米材料导论1.纳米：长度计量单位，1nm=10-9 m。
2.纳米结构：通常是指尺寸在100nm以下的微小结构。
3.纳米技术：在纳米尺度上对物质和材料进行研究处理的技术称为纳米技术。
纳米技术本质上是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。
4.团簇：Clusters denotes small, multiatom particles. As a rule of thumb, any particle of somewhere between 3 and 3x107 atoms is considered a cluster. (a few Å ~ a few hundreds Å)5.量子点：A quantum dot is a portion of matter (e.g., semiconductor) whose excitons are confined in all three spatial dimensions. Consequently, such materials have electronic properties intermediate between those of bulk semiconductors and those of discrete molecules. (typically, 5 ~ 50 nm)6.纳米材料Nanomaterials:refers to materials having unique properties derived from features present in them whose dimensions are on the nanoscale (less than 100 nm).Nanostructures: 1-D nanostructures, specially nanowires, nanorods, nanotubes Nanomaterials: parallel to nanoscience, nanotechnologyNanocrystals (NCs)Nanostructured Materials: ref to bulk materials7.低维结构材料：有时也称为量子工程材料，通常指除三维体材料以外的二维、一维和零维材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
低维纳米材料的制备与性能研究创新实践课徐成彦材料科学与工程学院微系统与微结构制造教育部重点实验室课时安排共32学时，授课及讨论20学时，实践教学12学时2-9周授课：周四、周六，A513 实践课：微纳米中心(科学园B1栋314)联系方式办公室：材料楼502房间电话：86412133E-mail: cy_xu@Homepage: /pages/cyxu一.纳米材料导论1.纳米：长度计量单位，1nm=10-9 m。
2.纳米结构：通常是指尺寸在100nm以下的微小结构。
3.纳米技术：在纳米尺度上对物质和材料进行研究处理的技术称为纳米技术。
纳米技术本质上是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。
4.团簇：Clusters denotes small, multiatom particles. As a rule of thumb, any particle of somewhere between 3 and 3x107 atoms is considered a cluster. (a few Å ~ a few hundreds Å)5.量子点：A quantum dot is a portion of matter (e.g., semiconductor) whose excitons are confined in all three spatial dimensions. Consequently, such materials have electronic properties intermediate between those of bulk semiconductors and those of discrete molecules. (typically, 5 ~ 50 nm)6.纳米材料Nanomaterials:refers to materials having unique properties derived from features present in them whose dimensions are on the nanoscale (less than 100 nm).Nanostructures: 1-D nanostructures, specially nanowires, nanorods, nanotubes Nanomaterials: parallel to nanoscience, nanotechnologyNanocrystals (NCs)Nanostructured Materials: ref to bulk materials7.低维结构材料：有时也称为量子工程材料，通常指除三维体材料以外的二维、一维和零维材料。
典型的材料分别为超晶格量子阱、量子线和量子点材料。
8.光学显微镜的放大极限是1500X。
9.信息时代材料的核心是Si。
10.低维纳米材料的类别零维：三个维度都处于纳米尺寸，如团簇、量子点、纳米颗粒等。
一维：两个维度处于纳米尺寸，如纳米线、纳米棒、纳米纤维、纳米管等。
二维：一个维度处于纳米尺寸，如超薄膜、超晶格。
11.原子团簇：团簇是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体，其物理和化学性质随所含的原子数目而变化（称为重构）。
团簇的性质既不同于单个原子分子，又不同于固体和液体，也不能用两者性质的简单线性外延或内插得到。
因此，人们把团簇看成是介于原子、分子与宏观固体物质之间的物质结构的新层次，是各种物质由原子分子向大块物质转变的过渡状态，或者说，代表了凝聚态物质的初始状态。
12.量子阱(Quantum well)：由带隙宽度不同的两种薄层材料交替生长在一起，而且窄带隙薄层被包夹在宽带隙材料中间的一种微结构。
其中，窄带隙势阱层的厚度小于电子的德布罗意(de Broglie)波长，电子的能级变成分立的量子化能级，该微结构为量子阱。
二．纳米材料的制备方法1.一般说来，合成是化学领域使用较多的词汇，有时特指以取得目标化合物为目的的方法。
制备这个词概念相对宽泛一些。
2.纳米制备技术(Nanofabrication technique)Top-down: 光刻、电子束刻蚀、软刻蚀、dip-penBottom-up: 自组装3.合成方法的分类纳米材料合成注意控制大小、形状、图案化（阵列）。
根据是否发生化学反应，纳米微粒的制备方法通常分为两大类：物理法和化学法；根据制备状态的不同，制备纳米微粒的方法可以分为气相法、液相法和固相法等。
4.零维纳米材料的制备方法①气体冷凝法1) 定义：气体冷凝法是在低压的氦、氩等惰性气体中加热金属、合金或陶瓷使其蒸发气化，然后与惰性气体碰撞冷凝形成超微粒(1—1000 nm)或纳米微粒(1—100 nm)的方法。
1963年，Ryozi Uyeda及其合作者研制出，通过材料在纯净的惰性气体中的蒸发和冷凝过程获得较干净的纳米微粒。
2) 气体冷凝法的原理整个过程是在超高真空室内进行。
通过分子涡轮使其达到0.1Pa以上的真空度，然后充入低压(约2KPa)的纯净惰性气体(He或Ar，纯度为~99.9996％)。
欲蒸的物质(例如，金属，CaF2，NaCl，FeF等离子化合物、过渡族金属氮化物及易升华的氧化物等)置于坩埚内，通过钨电阻加热器或石墨加热器等加热装置逐渐加热蒸发，产生原物质烟雾，由于惰性气体的对流，烟雾向上移动，并接近充液氮的冷却棒(冷阱，77K)。
在蒸发过程中，原物质发出的原子与惰性气体原子碰撞而迅速损失能量而冷却，在原物质蒸气中造成很高的局域过饱和，导致均匀的成核过程。
在接近冷却棒的过程中，原物质蒸气首先形成原子簇，然后形成单个纳米微粒。
在接近冷却棒表面的区域内，单个纳米微粒聚合长大，最后在冷却棒表面上积累起来。
用聚四氟乙烯刮刀刻下并收集起来获得纳米粉。
3) 气体冷凝法影响纳米微粒粒径大小的因素(1)惰性气体压力。
惰性气体压力的增加，粒子变大。
(2)惰性气体的原子量。
大原子质量的惰性气体将导致大粒子。
(碰撞机会增多，冷却速度加快)。
(3)蒸发物质的分压，即蒸发温度或速率。
实验表明，随着蒸发速率的增加(等效于蒸发源温度的升高)，或随着原物质蒸气压力的增加，粒子变大。
在一级近似下，粒子大小正比于lnP v(P v为金属蒸气的压力)。
(原物质气体浓度增大，碰撞机会增多，粒径增大)。
4) 气体冷凝法优缺点：设备相对简单，易于操作。
纳米颗粒表面清洁,粒度齐整，粒度分布窄，粒度容易控制。
缺点：难以获得高熔点的纳米微粒。
主要用于Ag、Al、Cu、Au等低熔点金属纳米粒子的合成。
②溶胶冷凝法1）溶胶-凝胶法基本原理溶胶-凝胶方法是湿化学反应方法之一，不论所用的起始原料(称为前驱物)为无机盐或金属醇盐，其主要反应步骤是前驱物溶于溶剂(水或有机溶剂)中形成均匀的溶液，溶质与溶剂产生水解或醇解反应生成物聚集成1 nm左右的粒子并组成溶胶，经蒸发干燥转变为凝胶。
金属醇盐的水解和缩聚：无机盐沉淀：2）溶胶-凝胶法优点：1. 反应温度低，反应过程易于控制2. 制品的均匀度、纯度高(均匀性可达分子或原子水平)3. 化学计量准确，易于改性，掺杂的范围宽(包括掺杂的量和种类)4. 从同一种原料出发，改变工艺过程即可获得不同的产品如粉料、薄膜、纤维等5. 工艺简单，不需要昂贵的设备。
缺点：1. 所用原料多为有机化合物，成本较高，有些对健康有害2. 处理过程时间较长，制品易产生开裂3.凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩③热注入法材料合成分为形核长大和Oswald熟化三个阶段，一般情况这三个阶段没有严格的界限，“你中有我，我中有你”，得到的材料尺寸不均匀。
热注入法采用快速注入方式在特定温度下将前驱体溶液注入到反应溶液中，使纳米晶体快速成核并生长。
由于前驱体的快速注入，溶液过饱和度瞬间增大，发生均匀成核。
随着成核的进行，溶液过饱和度下降，成核终止，反应进入晶核生长阶段。
成核和生长阶段的分离使各晶粒的生长状态基本一致，保证了产物的单分散性。
形核阶段经典形核公式∆G = (4/3)πr3∆G v + 4πr2γ临界形核点d(∆G)/d r = 0 r c = 2γ/| ∆G v |只有大于r c的晶核才能稳定存在在热注入条件下，反应溶液能够快速达到过饱和状态在短时间内形成大量的形核核心(1)，随着反应温度降低和过饱和度的降低，会使得形核过程受到抑制(2)，进入Quench阶段。
最后进入升温过程，导致原来形成的核心长大，得到均匀的纳米晶(3,3’)热注入方法得到的均匀纳米晶非常适宜自组装，可以得到一系列自组装结构其它方法：溅射法、流动油面真空蒸度法、爆炸丝法、沉淀法、水解法等。
5.一维纳米材料的制备方法a) 固体各向异性的晶体学结构所决定的定向生长;晶体中各个面的能量及其生长速度。
b) 引入一个液-固界面来减少籽晶的对称性，如在VLS 生长机制中的液滴所产生的限域; ① 气-液-固（VLS ）生长机制(a) Silicon whiskers do not contain an axial screw dislocation;(b) Impurity is essential for whisker growth;(c) Small globule is present at the tip of the whisker during growth.VLS生长机制的一般要求必须有催化剂的存在，生长材料首先被蒸发成气态，在适宜的温度下，催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物，生长材料的组元不断从气相中获得，当液态中熔质组元达到过饱和后，晶须将沿着固-液界面一择优方向析出，长成线状晶体。
很显然催化剂的尺寸将在很大程度上控制所生长晶须的尺寸。
实验证明这种生长机制可以用来制备大量的单质、二元化合物甚至更复杂的单晶，而且该方法生长的单晶基本上无位错，生长速度快。
通过控制催化剂的尺寸可以制备出大量的准一维纳米材料。
如Fe、Au催化合成了半导体纳米线Si；Ga催化合成SiO2对催化剂的要求：共晶形成液相；催化剂的蒸气压低；不参与反应；不能形成其它的中间产物。
② 溶液-液相-固相(SLS)生长机制SLS 生长的机理有点类似于VLS 机制，与VLS 机制的区别仅在于，在VLS 机制生长过程中，所需的原材料由气相提供；而在SLS 机制生长过程中，所需的原料是从溶液中提供的，一般来说，此方法中常用低熔点金属(如In 、Sn 或Bi 等)作为助溶剂(fluxdroplet)，相当于VLS 机制中的催化剂。
美国华盛顿大学Buhro 小组在低温下通过SLS 机制获得了高结晶度的半导体纳米线,如InP 、InAs 、GaAs 纳米线，这种方法生长的纳米线为多晶或近单晶结构，纳米线的尺寸分布范围较宽。