纳米线材料及其研究进展
纳米材料现状特点及趋势
纳米材料研究的现状、特点和发展趋势文/中国科学院固体物理研究所张立德一、纳米材料研究的现状自70年代纳米颗粒材料问世以来，80年代中期在实验室合成了纳米块体材料，至今已有20多年的历史，但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。
从研究的内涵和特点大致可划分为三个阶段。
第一阶段（1990年以前）主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体（包括薄膜），研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。
对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。
研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。
第二阶段（1994年前）人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复合，纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。
第三阶段（从1994年到现在）纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。
国际上，把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系，基保包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。
纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序地排列。
如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性，那么这一阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系，更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。
著名诺贝尔奖金获得者，美国物理学家费曼曾预言“如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子…，那将创造什么样的奇迹”。
就像目前用STM操纵原子一样，人工地把纳米微粒整齐排列就是实现费曼预言，创造新奇迹的起点。
美国加利福尼亚大学洛伦兹伯克力国家实验室的科学家在《自然》杂志上发表论文，指出纳米尺度的图案材料是现代材料化学和物理学的重要前沿课题。
聚合物纳米线的研究进展
聚合物纳米线的研究进展唐知灯（湖南工程学院化学化工学院—湖南湘潭411100）摘要：全面综述了聚合物纳米线的制备方法及研究现状，根据聚合物纳米线的制备机理和实施方法的不同，可以分为静电纺丝法, 模板法，自主装法三种。
本文评述了其研究现状及可能的应用前景。
关键词：纳米线；聚合物纳米线；研究进展。
Advanced in polymer NanowireTangzhideng（Department of Chemistry and Technology, Hunan Institute of Engineering, HunanXiangtan 411100)Abstract：An overview of the latest research metal.It can be distributed electrospinning ,porous template and self-assembly by its diffirent synthesis.The possible applications of such kind of materials in the future were foreeasted．Key words：nanowire polymer Nanowire advanced引言：聚合物纳米线作为一种特殊结构的纳米材料有其特别的性能和用途。
纳米线作为一维纳米材料，是指直径处于10nm～100nm的纳米尺度而长度可迭微米量级的线性纳米材料。
本文将着重评述聚合物纳米线的制备方法及机理、性能以及潜在的应用等。
1 聚合物纳米管的制备方法及原理聚合物纳米线自发现几年来,研究一直在不断深入、完善和创新中。
其主要着眼点在于通过新的制备方法,新的聚合物品种等来开发新的聚合物纳米管,以期寻找新的性能及用途。
综合起来,目前已有的制备方法可分为多孔模板法、线模板法、自组装法等几大类。
现根据目前研究情况,从制备方法及原理的角度归纳如下表,并分述如下:1．1．1静电坊丝法：静电纺丝法是将聚合物溶液或熔体置于几千至上万伏高压电场，带电的聚合物液滴在电场力作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速，克服表面张力形成喷射细流，细流在喷射过程中溶剂蒸发固化，最终落在接收装置上，形成类似非织布状的纤维毡(Fig．I)t”。
银纳米线的制备及电化学应用研究进展
收稿日期：２０２０－０９－３０；修回日期：２０２０－１０－２９ 基金项目：国家自然科学基金（５１８７４１０１，２１８０２１１３） 作者简介：肖 妮（１９８９—），女，湖南汉寿人，博士研究生，研究方向为银纳米材料的制备及电化学应用；福州市闽侯大学城新区学园路 ２号，福州
大学材料科学与工程学院，３５０１０８；Ｅｍａｉｌ：１８３９６３１０２９７＠１６３．ｃｏｍ 通信作者，Ｅｍａｉｌ：ｚｓｐｃｓｕ＠１６３．ｃｏｍ，１５２８０３８５７６８
图 １ 银纳米线生长机制图解（据文献［１９］修改）
鉴于高长径比 ＡｇＮＷｓ在应用中的优势显著，研 究人员为制备更长或更细的 ＡｇＮＷｓ做了大量的工 作，采用多种方法合成超小直径、超长长度、长径比高 的 ＡｇＮＷｓ。例如：Ｂｒ－具有诱导单晶种子各向异性生 长的 能 力。 ＢｏＬｉ等 ［２０］摆 脱 了 注 射 泵 缓 慢 添 加 试 剂 的路线，将 ＡｇＮＯ３ 与 Ｂｒ－和 Ｃｌ－混合，在惰性气体中 加热，结果证明这种方法在选择性沉淀分离后可以制 备直径小于 ２０ｎｍ的 ＡｇＮＷｓ。ＲｏｂｓｏｎＲｏｓａＤａＳｉｌｖａ 等［２１］在多元醇体系中通 过 一 锅 法 合 成 了 直 径 小 于 ２０ｎｍ、长径比超过 １０００的 ＡｇＮＷｓ。该方法通过注 射泵将 ＡｇＮＯ３溶液缓慢注入反应溶液中，在常压下 反应 ３５ｍｉｎ即可得到形态纯度高达 ８５％的 ＡｇＮＷｓ， 成功的关键在于以 Ｂｒ－抑制横向生长、以高分子量的 ＰＶＰ包覆｛１００｝侧面并减缓还原动力学，从反 应动力 学的角度研究了 ＰＶＰ和 Ｂｒ－对小直径ＡｇＮＷｓ形成的 影响；结果表明高浓度 ＰＶＰ或 Ｂｒ－诱导形成更多各向 同性的粒子。此外，Ｆｅ３＋和 Ｃｌ－也被用于调节 ＡｇＮＷｓ 的尺寸。ＫａｎＺｈａｎ等［２２］通过试验揭示了 Ｆｅ３＋和 Ｃｌ－ 在 ＡｇＮＷｓ生长过程中的独特作用，提出了氧化腐蚀 辅助下的异相成核模型来阐明其生长机理。
黑色二氧化钛纳米材料研究进展
黑色二氧化钛纳米材料研究进展黑色二氧化钛纳米材料是一种新型的纳米材料，由于其独特的物理、化学和光学性质，近年来备受。
本文将概述黑色二氧化钛纳米材料的制备方法、性能研究及其应用前景，并探讨当前研究的不足和未来需要进一步解决的问题。
黑色二氧化钛纳米材料的制备方法主要有化学气相沉积、液相合成和物理气相沉积等。
其中，化学气相沉积法是通过引入气态反应剂，使反应在催化剂表面进行，从而生成纳米材料。
液相合成法是将钛源、氧源和碳源等混合在溶剂中，通过控制反应条件合成出黑色二氧化钛纳米材料。
物理气相沉积法则是将钛源和氧源在高温下蒸发，然后在低温区快速冷凝，生成黑色二氧化钛纳米材料。
黑色二氧化钛纳米材料的性能主要包括物理性能、化学性能和光学性能。
物理性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有高比表面积、高透光性和良好的热稳定性等。
化学性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有优异的耐酸碱性和化学稳定性，能在广泛的环境条件下保持稳定。
光学性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有宽广的可见光透过范围和良好的紫外线屏蔽性能。
由于黑色二氧化钛纳米材料具有优异的性能，其在众多领域都具有广泛的应用前景。
例如，在光催化领域，黑色二氧化钛纳米材料可以用于降解有机污染物和杀菌消毒。
在太阳能电池领域，黑色二氧化钛纳米材料可以作为透明电极材料，提高太阳能电池的光电转化效率。
在涂料领域，黑色二氧化钛纳米材料可以用于制造高效能涂料，提高涂料的防晒、耐污和耐候性能。
黑色二氧化钛纳米材料作为一种新型的纳米材料，具有优异的物理、化学和光学性能，使其在众多领域具有广泛的应用前景。
然而，目前关于黑色二氧化钛纳米材料的研究仍存在不足之处，例如其制备方法尚需进一步优化以提高产量和纯度，同时其应用领域也需要进一步拓展。
未来，研究人员需要进一步解决这些问题，同时深入研究黑色二氧化钛纳米材料的潜在应用价值，为其在更多领域的应用奠定基础。
合成纳米二氧化钛的方法很多，主要包括物理法、化学法以及生物法。
211116240_Ag_纳米线
科学研究创Ag纳米线/壳聚糖柔性复合膜的合成与性能研究陈蓉蓉1,2张小娟1,2*张思源1,2潘禧凯1,2荆雨阳1,2施俊杰1,2季嘉豪1,2张紫涵1,2汪佳凝1,2（1.金陵科技学院材料工程学院江苏南京211169；2.南京市视光材料与技术重点实验室江苏南京211169）摘 要：本课题采用匀胶法，将Ag纳米线溶液涂覆在壳聚糖膜表面，烘干成纳米银线薄层，再于纳米银线薄层上生长一层壳聚糖膜，最终制备成三明治结构的柔性导电复合材料，用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、万能拉力机对其官能团、微观结构、力学性能进行表征。
结果表明，Ag纳米线柔性复合材料兼顾了柔韧性和优异的导电性，大大拓展了材料的应用范围。
关键词：A g纳米线壳聚糖膜柔性复合材料复合膜匀胶法柔性导电复合材料中图分类号：T P394文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)10(b)-0009-04Synthesis and Properties of Ag Nanowires/Chitosan FlexibleComposite MembraneCHEN Rongrong1,2ZHANG Xiaojuan1,2*ZHANG Siyuan1,2PAN Xikai1,2JING Yuyang1,2SHI Junjie1,2JI Jiahao1,2ZHANG Zihan1,2WANG Jianing1,2( 1.School of Materials Engineering, Jinling Institute of Technology, Nanjing, Jiangsu Province, 211169 China;2.Nanjing Key Laboratory of Optometry Materials and Technology, Nanjing, Jiangsu Province,211169 China )Abstract: In this paper, Ag nanowire solution is coated on the surface of chitosan film by the homogenization method, dried into a thin layer of silver nanowires, and then a layer of chitosan film is grown on the thin layer of silver nanowires. Finally, a flexible conductive composite material with sandwich structure was prepared. The func‐tional groups, microstructure and mechanical properties were characterized by FT-IR, SEM and universal tensile machine. The results show that Ag nanowire flexible composite materials take into account both flexibility and ex‐cellent conductivity, which greatly expands the application range of the material.Key Words: Ag nanowires; Chitosan membrane; Flexible composite materials; Composite membrane; Homogeni-zation method; Flexible conductive composite materials随着科技的发展与时代的进步，智能机械设备在人们的工作生活中占据着越来越重要的地位，然而，在抗弯曲、抗拉伸及灵敏度方面还不能达到大规模生产的要求。
碳化硅纳米线的制备与性能研究进展
碳化硅纳米线的制备与性能研究进展×××××××××××××学校西安邮编×××摘要： SiC半导体材料的禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、饱和漂移速度高等特点使其在高频、高温、高功率、抗辐射等方面有良好的性能，被认为是新一代微电子器件和集成电路的半导体材，因此研究SiC纳米线材料具有重要意义。
Summary: SiC semiconductor materials with the big breakdown electric field width, high, thermal conductivity, saturated drifting velocity higher characteristic in the high frequency and high temperature, high power, resist radiation and good performance, and is considered to be a new generation of microelectronics devices and integrated circuit of the semiconductor material, so the study of SiC nanowires material to have the important meaning.关键词：纳米线,SiC,场效应晶体管,薄膜晶体管,光催化降解Key words: Nanowires, SiC, field effect transistor, thin film transistor, photocatalytic degradation.1 纳米材料的性能纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1—100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。
碳纳米管／无机半导体核／壳结构纳米线的研究进展
Ｃ Ｔ／ 半导体 核 壳异质 结构 纳米线 的新 成果 ，并对 Ｎｓ 无机 相 关研 究领 域 目前存在 的关键 问题进行 了归纳与点评 。
关键词： 碳纳米管；纳米线；核壳结构 ；模板 ；半导体
中图分类号 ： Ｔ ３ ３ Ｎ３ ４２ Ｂ ８ ：Ｔ ０ ． 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ．７ １２ ０ ） ０ １ ３ （０ ７增刊．２ ４０ ９ ２ ８ －４
・ 基金 项 目：国家 自然 科 学基 金 资助 项 目 （ ００ ０８ ０ ７ ０５ ９ １１０ ；５ ５ ３６ ） 收到 稿件 日期 ：２０ ．４１ ０ ７０ ．０ 通 讯作 者： 孙景 志 作者 简介 ：解波 雨 （９ ２ ） １８ 一 ，男 ，浙 江 宁 波人 ，在 读硕 士 ，主 要 开展 有机 一 机 复 合半 导体 纳 米材 料 的研 究 。 无
特别 是光 电器件领域具 有特殊用途 ，以 Ｃ Ｔ 为模板 可 Ｎｓ
以既方便又确 定地 得到这类 核， 壳纳米 线结构 。（ ）溶 ３ 解性 能和加 工性能一直是 Ｃ Ｔ 研究领 域着力解决的关 Ｎｓ 键 问题之一 ，一般 通过化学修饰 在 Ｃ Ｔ 表面连接增溶 Ｎｓ 基团使 Ｃ 在有 机溶剂 中获 得一定 的溶 解性能 ， 是 但
维普资讯
助
能
财
许
２０年增刊 （８ 卷 ０７ ３）
碳纳 米管／ 无机半导体核／ 壳结 构纳 米线 的研 究进展 掌
解波雨，董 浩宇，陈顺 国，金佳科 ，曹 健 ，汪 茫，孙景志
（ 浙江大学 高分子科 学与工程 学系 ，硅材料 国家重 点实验室 ，浙江 杭 州 ３ ０ ２ ） ０ ７ １
Байду номын сангаас
１ 引 言
自从碳纳米￣（Ｎ ｓ １９ 年被发现后 ，其优异 的 Ｃ Ｔ） ９ １ 于 光 电性能、机 械性 能和化学性 能引起科学家 的关注【 。 ｌ ｌ 在多种 多样 的纳米结构与纳米材料 中， 目前 Ｃ Ｔ Ｎ ｓ制备
纳米线阵列制备和应用研究
纳米线阵列制备和应用研究随着科技的不断发展，纳米技术在材料科学和工程中的应用也越来越广泛。
其中，纳米线阵列是一种重要的纳米材料，具有许多独特的性质和应用潜力。
本文将介绍纳米线阵列的制备方法和应用研究进展。
一、纳米线阵列的制备方法1. 气相沉积法气相沉积法是制备纳米线阵列的一种常见方法。
它通过在高温下使气态金属蒸发后在基底上沉积形成纳米线阵列。
该方法具有制备成本低、纳米线质量高、生长速度快等优点，但需要使用昂贵的高真空设备。
2. 溶液法溶液法是利用溶液中金属离子还原和自组装的方法制备纳米线阵列。
具体来说，将金属离子溶于溶液中，然后在种子催化下形成纳米线阵列。
溶液法制备纳米线阵列的成本较低，制备过程较简单，而且可以使用可再生的溶剂，环保性好。
3. 其他制备方法此外，还有一些其他的制备方法，如电沉积法、热压法和激光蒸发法等。
这些方法各有优缺点，根据具体应用需求选择合适的制备方法。
二、纳米线阵列的应用研究进展1. 能量转换领域纳米线阵列可以应用于能量转换领域。
例如，利用纳米线阵列制备的太阳能电池可以实现更高的光电转换效率；利用纳米线阵列制备的燃料电池可以实现更高的能量转化效率。
此外，利用纳米线阵列还可以制备超级电容器、氢化物存储器等能量存储材料，应用于节能、环保等领域。
2. 生物医学领域纳米线阵列在生物医学领域也有广泛应用。
例如，利用纳米线阵列制备的传感器可以实现快速、灵敏的分子检测；利用纳米线阵列制备的仿生材料可以实现组织工程、假体制备等；利用纳米线阵列制备的药物递送系统可以实现精准治疗和控释。
3. 电子器件领域纳米线阵列还可应用于电子器件领域。
例如，利用纳米线阵列制备的晶体管可以实现更高的导电性和响应速度；利用纳米线阵列制备的发光二极管可以实现更高的亮度和节能效果。
此外，还可以利用纳米线阵列制备传感器、微波器件等电子器件。
三、纳米线阵列的发展前景随着科技的不断发展，纳米线阵列在各个领域的应用将越来越广泛。
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赵治国 张 政
1 纳米线材料概要
1.1 纳米线（nanowire）的概念
纳米线为准一维纳米材料,是指直径处于纳米 尺度10～100ｎｍ而长度可达微米量级的线性纳 米材料。该定义中的空间维数1是指未被约束的 自由度为1 纳米线属于一维纳米材料。 金属和半导体纳米线是纳米组装技术的关键 材料。为器件的微型化提供了材料基础。
3 纳米颗粒表面分析
红外及拉曼光谱 广延X射线吸收精细结构光谱 傅立叶变换远红外光谱
热方法
谱分析法
分析方法 紫外-可见光谱 穆斯堡尔谱学
场离子显微镜 正电子湮没
STM 扫描探针显微技术SPM AFM SNOM
4 晶态分析
方法主要有X射线衍射XRD
ＡｌＯＮ纳米线样品的Ｘ射线衍射谱
Cu/Co多层纳米线的低 倍放大 TEM 照片
焙烧后SBA-16膜的TEM图片
多孔Fe2O3纳米线的形貌及电子衍射图
2 氮化镓纳米棒的制备，由清华大学 范守善教授等完成。他们首次利用碳纳米 管制备出直径3~40纳米、长度达微米量级 的半导体氮化镓一维纳米棒，并提出碳纳 米管限制反应的概念。并与美国斯坦福大 学戴宏杰教授合作，在国际上首次实现硅 衬底上碳纳米管阵列的自组织生长。
2 纳米线材料的制备
纳米线的制备总体上可分为物理法、 化学法和综合法。 物理法有激光烧蚀法、激光沉积法、 蒸发冷凝法、电弧放电法等。 化学法有化学气相沉积法、溶液反 应法、电化学法、聚合法、模板法等。 综合法有蒸发悬浮液法、固 -液相电 弧放电法、自组装法等。
2.1 纳米线材料的物理制备方法
2.1.1 激光烧蚀法
2.2 纳米线材料的化学制备方法
2.2.1 化学气相沉积法 化学气相沉积法（CVD）是在高温下，混合 气体与基体的表面相互作用，气体中的某些成分 化合或分解，生成的气体传输到低温区冷却并在 基板上外延定向生长出金属或化合物的一维纳米 线。
2.2.2 溶液反应法
制备材料 直径(nm) 长度(μm) 方法说明
GaAs
SiO2
15
～15
>1
102
Au 团簇催化
制得的 SiO2 纳米线为非晶态 ,且具有强蓝光发射现象。
2.1.2 激光沉积法
具有产量大、纯度高、直径均匀等优点 , 具体过程文中将详细介绍。
2.1.3 蒸发冷凝法
制备材料 直径(nm) 长度(μm) 方法说明
Si
>3
<2
用氢封端的 Si(111)面作基底沿 (112) 方向生长出 Si 纳米晶须 , 遵循汽 - 液 - 固(VLS) 机理。 使用超高真空扫描隧道显微镜 (UHVSTM) 在氢钝化的 Si(100) 面上沉积 Co 蒸汽来制备。
6.2 传感器方面的应用
纳米材料巨大的表面积、高的表面活性、对 周围环境的敏感性等使其在催化和传感器方面前 途光明。它对温度、光、湿气等环境因素相当敏 感。外界环境的改变会迅速引起表面或界面离子 价态电子输运的变化 ,利用其电阻的显著变化可 作成传感器 ,其特点是响应速度快、灵敏度高、 选择性优良。
2.3.5 模板法
按模板材料分为： 碳纳米管模板 多孔阳极氧化铝膜模板 聚合物膜模板
（聚碳酸酯膜、聚丙烯酸乙酯(PEA) 膜 ）
生命分子模板
纳米隧道阳极氧化铝模板 SEM 正面图和横断面
在 Al2O3 模板上垂 直生长 ZnO 纳米
3 硅纳米Leabharlann 的生长机制用高温激光蒸发沉积法制备硅纳米线 必要条件： 1.催化剂(Fe,Ni或Co) 2. 需有足够高的温度，在铁作为催化剂时， 温度不得低于1200℃
国际上近一两年来，纳米材料控制工程的研 究主要有以下几个方面： 一是纳米颗粒的表面改性； 二是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态 （连续分布还是孤立分布）来控制量子尺寸效应 和渗流效应； 三是通过设计纳米丝、管等的阵列体系（包 括有序阵列和无序阵列）来获得所需要的特性。
PbSe
15～25
≤5
室温下 ,以乙烯二胺作溶剂 ,加入 PbCl2、Se和 KBH4 在密封的烧瓶 中反应 4 小时即可。
Ar 气下 ,把石墨电极浸入 LiCl 和 SnCl2 的融体混合物中 ,得到β2Sn 纳米线。
β2Sn
≤100
≤2
2.2.3 电化学法
制备材料 直径(nm) 长度(μm) 方法说明
CoPSi < 10
2.1.4 电弧放电法
制备材料主要有：Cu ,Ge ,Ni 在氢气氛中 ,用石墨P金属作阳极 ,电弧 放电可得到金属纳米线包裹在 C 纳米管 中的胶囊式复合体。
2.1.5 气相2液相2固相生长法 ( Vapor2Liquid2Solid, VLS) 以液态金属团簇催化剂作为气相反应物 的活性点 ,将所要制备的一维纳米材料的材料 源加热形成蒸气 ,待蒸气扩散到液态金属团簇 催化剂表面 ,形成过饱和团簇后 ,在催化剂表面 生长形成一维纳米结构
1 化学成分分析
化学分析法
氧化-还原法 沉淀法
中和法
络合法
分析方法
原子发射光谱AES X射线光电子能谱法XPS
仪器分析法
原子吸收光谱AAS X射线荧光分析XRFS 电子探针微区分析EPMA
2 纳米颗粒分析
颗粒大小、粒度，颗粒形貌、晶体结构
X射线衍射XRD
透射电子显微镜TEM
测试纳米颗粒方法 扫描电子显微镜SEM 激光散射法
1.扫描隧道显微镜( STM) 2.扫描电子显微镜( SEM) 3.透射电子显微镜( TEM) 、高分辨透射电子显微 镜( HRTEM) 和 超 高 真 空 电 镜 ( UHV - EM) 4 .磁力显微镜( MFM) 5. 原子力显微镜( AFM)
6.拉曼光谱和共振拉曼光谱 7.红外光谱( IR) 的傅立叶变换远红外光谱 ( FT2far2IR) 8.能量色散 X2射线分析( Energy2dispersive X2ray analysis, EDX) 9.X射线衍射
5.2 纳米线的光性能
由于纳米线的直径很小 ,存在着显著的量子 尺寸效应，其中纳米线所具有的超快速的光学非 线性响应及(室温)光致发光等特性倍受世人瞩目。 相应的吸收光谱和荧光光谱发生蓝移 ,从而 在能带中形成一系列分立的能级。一些半导体纳 米线(或量子线) ,如 Si、GaAs都发现具有(室温) 光致发光现象。
1.2 纳米线材料的研究
一维纳米材料研究起步较纳米粉体和纳米薄 膜晚。大约在 90 年代中期才开始被广泛的研究.。 这主要归功于 1991 年日本Lijima 等人对碳纳米 管的发现. 人们已成功制备出半导体纳米丝 ( 如Ｓｉ ) 、 氮化物(如ＧａＮ)纳米丝、金属(如Ａｕ、Ａｇ、 Ｇｅ等 ) 纳米丝、金属合金 ( 如Ｆｅ - Ｃｏ ) 纳米丝、 金属氧化物(如ＬｉＮｉＯ2、ＣｄＯ、 ＴｉＯ2)纳米丝.
5 整齐排列的分叉式纳米光缆线试制成功
由旅美学者、佐治亚理工学院王中林教授领 导的研究小组，利用液态钾做催化剂，首次生长 出整齐排列且具有“Y－形状”的氧化硅纳米光 缆线。 这些线的直径为10纳米，长度可达毫米级， 线直而均匀并且是透明的。最重要的是该线在生 长过程中自动由一根分叉成为两根，两根可以分 叉成四根，依次继续分裂。
金属中,对弹道输运作研究的理想对象是宽度和长度 都小于平均自由程的窄区,称为Sharvin 点接触。由于电子通 过这些窄区是无散射的,电阻由该点接触的几何形状决定。 量子点接触(Quantum point contact ,QPC)在无磁场条件下 ,当 该几何区域的尺度与电子的费米波长相当时 ,纵向电导随 QPC的宽度 W变化时呈现 2e 2Ph 的量子台阶跳跃 ,即 G=2e2NPh ,N =0 ,1 ,2 , ……纳米线的诞生为弹道区电子输运 研究提供了一种手段 Ａｇ(ＴＣＮＱ)纳米线的Ｉ-Ｖ曲线
利用巨磁电阻效应，可制成微弱磁场 探测器。 可以用来探测10-11特斯拉的磁通密度。
6.5 光、电器件和分子器件 在非线性光学器件 、分子器件、光电器 科学家制造出一种新型的纳米线激光器 , 件 、新型电子器件及半导体技术等方面有 它小得可以集成到微芯片里 ,其开关可由电 广泛的应用前景。 信号控制。这种激光器是由硫化镉半导体 此外 ,利用非晶 SiO2 纳米线的稳定强 制成的单根线 ,直径仅为 80到 200纳米, ,长度 蓝光发射 ,.有望在近场光学扫描显微镜的高 约数十微米 分辨光学镜头和光学器件的连接上有应用。
1. 以SBA-16为模板电沉积生长多孔氧化铁纳米线阵列 采用电化学沉积法 以 Mn 改性的三维体心 立方结构的介孔SBA-16 膜为模板制备Fe纳米线。 沉积Fe后的SBA-16膜以 2% HF溶解SiO2骨架， 样品于550℃焙烧 4h即 得到三维多孔的 Fe2O3 纳米线。
7 纳米线的研究进展
单根 Cu/Co 多层纳米线 的高倍放大 TEM 照片
ＡｌＯＮ纳米线样品的ＳＥＭ照片
不同衬底上形成的纳米线的ＳＥＭ图像
(ａ)衬底为Ｓｉ;(ｂ) 衬底为带有氧化层100 ｎｍ厚的Ｓｉ片;(ｃ)衬 底为石英片
ＳｉＣ纳米线结构的能量损失谱(ＥＤＳ)能谱.
5 纳米线材料的性能
5.1 电性能 1 纳米线的电导量子化 32纳米线的非线性 超导现象 Ⅰ- Ⅴ行为
制备材料 Si 直径(nm) 3～43 长度(μm) 102 方法说明 用脉冲的 KrF准分子激光器作光源 ,用 5μm的 Si 粉压 制成 Si 靶 ,Ar 气作载气 ,在1200 ℃下可大规模制备 Si 纳米线。
Si
Si Ce
10
3～15 3～9
>1
>1 >1
Fe 团簇催化
Au 团簇催化 Fe 团簇催化
5.3 纳米线的磁性能和巨磁电阻现象
(1)Bi 纳米线的横向电阻和纵向电阻都随磁场 强度的增加而增加 ,表现出正的巨磁电阻 ,且几乎 为线性关系; (2)相同温度、相同磁场强度下的横向电阻大 于纵向电阻; (3)Bi 纳米线的正巨磁电阻在低温下(32K) 可 达 300 % ,室温下也有 70 %。