镍硅纳米线复合材料制备及应用研究
镍线材的碳纳米管复合材料制备与性能研究
镍线材的碳纳米管复合材料制备与性能研究摘要：随着科技的不断进步，材料科学领域得到了广泛的关注和研究。
在材料研究领域中，碳纳米管具有独特的结构和优异的性能，因此被广泛用于各种领域。
本文主要研究了镍线材的碳纳米管复合材料的制备和性能，并对其未来的应用进行了展望。
关键词：镍线材，碳纳米管，复合材料，制备，性能1. 引言镍是一种常见的金属材料，具有良好的耐腐蚀性和导电性。
在众多领域中都有广泛的应用，如电子、电气和化工等。
然而，镍的强度和硬度相对较低，导致其在某些高性能应用中的限制。
为了改善镍材料的性能，人们开始研究将碳纳米管与镍材料复合，以提高其力学和电学性能。
2. 镍线材的制备镍线材是使用原子聚变沉积技术制备的，该技术可以将原子沉积在基体上，形成金属线材。
在制备镍线材时，需要控制沉积温度、速度和厚度等参数，以获得理想的结构和性能。
3. 碳纳米管的制备碳纳米管可以通过化学气相沉积法、化学气相沉积法和电弧放电法等多种方法制备。
其中，化学气相沉积法是一种常用的制备方法。
该方法通过在高温下使碳源气体分解形成碳纳米管。
控制反应条件和准确控制碳源气体浓度可以得到不同直径和结构的碳纳米管。
4. 镍线材与碳纳米管的复合将碳纳米管与镍线材进行复合可以改变镍材料的力学和电学性能。
此外，碳纳米管还可以增强材料的导热性能。
通常，采用化学气相沉积法将碳纳米管生长在镍线材表面，形成镍/碳纳米管复合材料。
5. 镍线材的复合材料性能研究将碳纳米管复合到镍线材表面可以显著提高材料的力学性能。
研究发现，镍/碳纳米管复合材料具有较高的强度和硬度。
由于碳纳米管的高导热性能，复合材料的导热系数也得到了改善。
此外，镍/碳纳米管复合材料还表现出优异的电学性能，具有高导电性和低电阻率。
6. 镍线材的复合材料应用展望镍/碳纳米管复合材料可以被广泛应用于电子、航空航天和汽车等领域。
在电子领域中，碳纳米管可以用作场发射源和纳米电子器件的制备。
在航空航天领域中，镍/碳纳米管复合材料可用于制造航天器结构材料，以提高材料的强度和耐热性能。
Ni-SiC纳米复合电镀工艺研究的开题报告
Ni-SiC纳米复合电镀工艺研究的开题报告一、研究背景随着电子技术、航空制造等行业的迅猛发展，使用高性能、高强度的材料需求在不断增加。
镍基合金以及SiC陶瓷材料因其具有高温抗氧化、高硬度、高耐磨性等优良性能在这些行业中得到了广泛的应用。
同时，纳米材料由于其具有与普通材料不同的物理和化学性能，在材料领域也得到了广泛的关注。
因此，研究Ni-SiC纳米复合材料的制备技术有着重要的理论和实践意义。
二、研究内容及目的本课题主要研究Ni-SiC纳米复合材料的电镀制备工艺，旨在提高复合材料的强度、硬度和耐磨性。
具体研究内容如下：1. Ni-SiC纳米复合材料的制备原理和机理研究；2. 优化Ni-SiC纳米复合电镀工艺参数，提高复合材料的制备效率；3. 制备得到的Ni-SiC纳米复合材料进行表征分析，测试其力学性能和耐磨性；4. 探究Ni-SiC纳米复合材料的应用前景，为其推广和应用提供理论依据。
三、研究方法与步骤1. 文献综述：系统阅读相关文献，了解Ni-SiC纳米复合材料的制备，性质和表征技术等方面。
2. 制备Ni-SiC纳米复合材料：采用电化学方法制备Ni-SiC纳米复合材料。
在电解质溶液中添加适量的SiC纳米粉末，通过调节电镀参数制备Ni-SiC纳米复合材料。
3. 表征分析：对制备得到的Ni-SiC纳米复合材料进行表征分析，包括材料结构、成分、微观形貌等方面。
采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等分析手段。
4. 材料性能测试：分别对Ni-SiC纳米复合材料的力学性能、耐磨性进行测试，比较其与纯Ni材料的性能差异。
5. 应用前景探究：对制备得到的Ni-SiC纳米复合材料在电子、航空制造等领域的应用前景进行探究，为其推广和应用提供理论依据。
四、研究意义1. 针对当前航空、电子等领域中对高性能、高强度材料需求的问题，提高Ni-SiC纳米复合材料的性能，具有重要的现实意义。
NiO基纳米复合材料的合成方法和应用领域
NiO基纳米复合材料的合成方法和应用领域NiO基纳米复合材料是一种由NiO纳米颗粒与其他材料组成的复合材料。
合成NiO基纳米复合材料的方法有很多种，下面将介绍其中的几种常用方法，并探讨该材料在不同领域的应用。
一种常见的合成方法是溶胶-凝胶法。
在这种方法中，首先将金属盐（如硝酸镍）与溶剂混合，形成溶胶。
然后加入适量的表面活性剂和助溶剂，并通过热处理和乳化剂沉淀，使溶胶变成凝胶。
通过还原、煅烧等步骤，得到NiO基纳米复合材料。
另一种合成方法是热分解法。
在这种方法中，首先将Ni（NO）3 2H2O和某种有机物（如乙酸丙烯酯）混合，并在一定温度下进行加热，使其发生热分解反应，生成NiO纳米颗粒。
然后将NiO纳米颗粒与其他材料（如碳纳米管、钙钛矿等）混合，并通过热处理形成NiO基纳米复合材料。
还有电化学沉积法、溶液法、物理气相沉积法等合成方法可用于制备NiO基纳米复合材料。
NiO基纳米复合材料具有多种应用领域。
它在能源领域有着广泛的应用。
由于其良好的电化学性能和光催化性能，NiO基纳米复合材料可以作为光电池、电化学储能器件和催化剂。
将NiO纳米颗粒与功能化碳纳米管结合，可以制备高性能的锂离子电池和超级电容器。
NiO基纳米复合材料还可以用于太阳能电池、燃料电池和水分解器等能源转换和储存设备。
NiO基纳米复合材料在传感器领域也有广泛的应用。
由于其较高的表面积和特殊的电子传输性质，NiO基纳米复合材料可以用于制备高灵敏度和高选择性的传感器。
将NiO纳米颗粒与半导体材料结合制备的气敏传感器可以用于检测环境中的有害气体。
NiO基纳米复合材料还可以用于生物传感器、光学传感器和电化学传感器等领域。
NiO基纳米复合材料还在储氢材料、触媒、光催化等领域有着潜在的应用价值。
将NiO 纳米颗粒与负载材料结合，可以制备高效的氢储存材料。
NiO基纳米复合材料还可以用于有机合成反应中的催化剂和污染物的光催化降解。
NiO基纳米复合材料是一种具有广泛应用前景的材料。
硅纳米线的制备及其在生物医学领域的应用
硅纳米线的制备及其在生物医学领域的应用近年来，纳米技术在生物医学领域中的应用越来越广泛。
硅纳米线作为一种重要的纳米材料，在生物医学领域中也具有非常重要的作用。
本文将介绍硅纳米线的制备及其在生物医学领域中的应用。
一、硅纳米线的制备硅纳米线的制备方法有多种，其中比较常见的方法有电化学法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法和氧化法等。
1. 电化学法电化学法是一种比较常见的硅纳米线制备方法。
具体操作过程是将硅板放入电解质溶液中，然后通过外加电场控制氧化还原反应，使硅板表面逐渐形成纳米线。
该方法制备出来的硅纳米线形状规则、结晶度高、纯度高，同时生产成本相对较低。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种通过热蒸发硅源物质后，在惰性气体中加入反应气体，然后在基片表面化学反应形成硅纳米线。
该方法可以控制硅纳米线的长度、直径和密度等参数，操作简单，但是需要高温热源。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过合成硅源、添加助剂和催化剂，制备出硅纳米线。
该方法可以制备出不同形状、不同粒径、不同比表面积的硅纳米线，并且可以通过改变催化剂的种类和浓度来调控制备的硅纳米线。
4. 氧化法氧化法是一种通过将硅粉末加入到含钪、钛等氧化物混合物中，在高温下进行氧化反应生成硅纳米线。
该方法可以制备出具有较好高温稳定性的硅纳米线，在气体传感、光电器件等领域中有广泛的应用。
二、硅纳米线在生物医学领域中的应用硅纳米线作为一种重要的纳米材料，在生物医学领域中具有很广泛的应用，主要包括以下方面：1. 细胞成像硅纳米线具有高比表面积、良好的生物相容性以及较强的荧光发射能力，可以作为细胞成像的探针。
通过对硅纳米线的材料和表面改性，可以实现对细胞生长、分裂以及相互作用的高分辨成像。
2. 药物传递硅纳米线可以作为药物传递的载体，通过改变硅纳米线的表面性质和尺寸，可以实现对药物的承载、稳定、释放和定向传递等功能。
同时，硅纳米线具有较好的生物医学安全性，可以被分解吸收，减少对人体的不良反应。
硅纳米线材料的制备及其性能研究
硅纳米线材料的制备及其性能研究硅纳米线是一种极小尺度的材料，具有很多独特的性质。
例如，它们具有高比表面积，优良的电子输运性能和光电转换性能等。
这些特性使得硅纳米线有广泛的应用前景，包括太阳能电池、传感器和电子器件等。
本文将就硅纳米线的制备方法及其性能研究进行分析和探讨。
一、硅纳米线的制备方法硅纳米线的制备方法有多种，其中最常见的两种是气相和液相生长法。
对于气相生长法，该方法通常使用金属催化剂在高温下制备硅纳米线。
这种方法的优点是可以制备出高质量的硅纳米线并且可以进行大规模生产。
但是，随着硅纳米线的批量增加，在金属催化剂残留的情况下，硅纳米线使用的可行性也在下降。
此外，气相法还需要复杂的实验设备和条件。
另一种常见方法是液相法，其中硅源和氧化还原光化学剂在有机溶液中使用。
反应条件相对温和，可制备出高品质和大规模的硅纳米线。
因此，液相法是更好的方法，其中最常用的方法之一是在水中使用硅源和还原剂。
但是，生长方法通常涉及到多个参数，如反应时间，反应温度和反应条件等，需要不断调整和优化。
二、硅纳米线的性能研究硅纳米线有很多特殊的性质，其中一些是由它们的形态和尺寸所决定的。
例如，硅纳米线具有高比表面积和表面反应率，这意味着它们可以用来作为传感器或催化剂等。
在太阳能电池方面，硅纳米线的有效面积比传统的硅基太阳能电池更大。
这种变化可以提高电池的能量转换效率。
此外，硅纳米线还具有优异的电子输运性能。
它们的导电特性依赖于其尺寸和形状以及其表面上的化学官能团。
在该领域进行的许多研究已经证明了硅纳米线的导电性能。
例如，在电子场中测量硅纳米线的电流-电压关系表明它们具有优异的电子输运特性。
这些成果可以使硅纳米线应用于电子器件中的大量应用性能。
在硅纳米线的光电转换方面，研究表明硅纳米线具有卓越的性能。
这些性能包括较高的光吸收和电荷分离效率。
硅纳米线的特殊形态和尺寸可以增加光吸收，而高电荷分离效率则有助于提高太阳能电池的效率。
硅基纳米复合材料的制备及应用研究
硅基纳米复合材料的制备及应用研究随着科技的快速发展，纳米材料作为材料科学的前沿领域受到了越来越多的关注。
其中，硅基纳米复合材料（Silicon-based Nanocomposites）因其优异的物理、化学和机械性能，在生命科学、能源和环境领域等方面具有广泛应用前景。
本文将探讨硅基纳米复合材料的制备方法、性能优势和应用前景。
一、硅基纳米复合材料的制备方法目前，制备硅基纳米复合材料的方法主要有两种：一种是将纳米材料与硅基材料经过化学反应结合，得到硅基纳米复合材料；另一种是将纳米材料与硅基材料混合，通过热处理、化学气相沉积等方法制备成硅基纳米复合材料。
1.化学反应结合法化学反应结合法是将纳米材料与硅源或硅化合物进行化学反应，制备成硅基纳米复合材料的方法。
该方法可分为溶胶-凝胶法和氧化-还原法两大类。
（1）溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将硅源、水和泡沫稀释剂加入到有机溶剂中，形成了微胶体，经过超声乳化和烘干等步骤，最终形成了硅基纳米复合材料。
通过该方法可以制备出不同形态的硅基纳米复合材料，如球形、棒形、纳米管等。
（2）氧化-还原法氧化-还原法是先制备出一种纳米氧化物，在氢气氛围中与硅源反应，制备成硅基纳米复合材料。
该方法可制备出不同尺寸和形状的硅基纳米复合材料。
此外，该方法还具有制备过程简单、成本低廉的优点。
2.混合制备法混合制备法是将纳米材料与硅基材料混合后，通过加热、热处理等方法制备成硅基纳米复合材料的方法。
该方法可分为热还原法、热处理法和化学气相沉积法等。
（1）热还原法热还原法是将金属氧化物与硅源混合后，通过加热还原反应制备成硅基纳米复合材料的方法。
该方法制备出的硅基纳米复合材料表面覆盖金属纳米颗粒，具有优异的光电性能和电化学性能。
（2）热处理法热处理法是将纳米材料和硅源混合后，通过高温热处理制备成硅基纳米复合材料的方法。
该方法制备的硅基纳米复合材料具有高热稳定性和优异的机械性能。
（3）化学气相沉积法化学气相沉积法是将有机硅化合物和纳米材料在真空中进行反应，制备成硅基纳米复合材料的方法。
镍硅纳米线复合材料制备及应用研究
镍硅纳米线复合材料制备及应用研究【摘要】：在最近的几十年里,低维纳米结构材料的制备、表征和应用已经引起人们极大关注,而硅基纳米结构材料更是因为具有与传统集成电路工艺的兼容性以及相比体硅材料所显现出奇异的物理和化学特性,成为制备微纳电子器件最理想的材料之一,是当前纳米技术领域的研究热点问题。
本文以未来“可集成微电源的多维一体化微纳传感器片上系统”为假定目标,开展了如下几个方面的研究工作：第一,开展有关金属诱导化学湿法硅纳米线(SiliconNanoWires,SiNWs)阵列制备和SiNWs表面无电镀镍(nickel,Ni)修饰机理的理论与实验研究,并对制备的SiNWs和Ni/SiNWs样品进行扫描电子显微镜(Scanningelectronmicroscope,SEM)、X射线能谱(Energydispersivespectroscopy,EDS)、RCL数字电桥(ResistanceR,CapacitanceC,InductanceL,RCLDiditalBridge)和拉曼光谱(Ramanspectroscopy)表征,其结果对未来低成本、图形化SiNWs制备和表面修饰工艺的改进有一定指导意义,也为硅基SiNWs的实践应用作了必要准备。
第二,开展Ni/SiNWs纳米复合结构材料电容型湿度传感器应用研究：在基于LabView虚拟仪器构建的金属盐饱和溶液标准湿度检测系统上,对所制备的湿度传感器样机性能进行测试,结果表明该样机在11.3%—97.3%相对湿度环境中最快响应和恢复时间分别是39s和24s,湿敏电容灵敏度高达～0.207nF／1%RH,线性相关系数R=0.94,长时稳定性好。
第三,开展基于Pd-Ni／SiNWs阵列催化电极的电化学乙醇传感器应用研究：通过在SiNWs表面进行无电镀Pd-Ni 金属薄膜的修饰改性,Pd-Ni／SiNWs阵列显现出对乙醇的高度敏感性。
把Pd-Ni／SiNWs阵列组装成电流型电化学乙醇传感器样机后,在1MKOH溶液中,该样机对乙醇浓度的敏感性于循环伏安(cyclicvoltammetry,CV)测试技术下显示出7.48mAmM-1cm-2的灵敏度、线性检测范围0-20.4mM、线性相关系数R=0.98、检测限可达6μM(3倍信噪比)；于-0.25V(Ag／AgCl参比电极)恒电位计时电流测试技术下的灵敏度达到0.76mAmM-1cm-2,线性检测范围0-20.4mM、线性相关系数R=0.97、检测限可达10μM(3倍信噪比)第四,开展基于NiO／SiNWs阵列电极电化学电容器应用研究：通过在不同温度下对所制备的Ni／SiNWs阵列于氧气氛下采用直接快速热退火氧化工艺制备NiO／SiNWs阵列电极,其中400℃环境下制备的NiO／SiNWs 阵列电极于2MKOH溶液中显现出良好电化学电容特性,其质量比电容可达681Fg-1,能量密度可达85kJkg-1,72h循环充放电后电容量损失不超过3%,有较好的循环使用寿命。
硅纳米线阵列论文：硅纳米线阵列氧化镍复合超级电容器气敏性
硅纳米线阵列论文：硅纳米线阵列氧化镍复合超级电容器气敏性【中文摘要】硅基纳米复合体系不仅拥有硅纳米材料的诸多特性,同时还综合了复合体系中各组分材料的相关性质,因而具有更为卓越的综合性能。
硅基纳米复合材料的种类繁多,目前科学工作者对它们中的某些特定体系的性能也有了较为深入的研究。
在硅基纳米复合体系中,硅纳米线有序阵列与金属氧化物的复合体系虽然已经开始研究,但是报道并不多见。
氧化镍是一种p型半导体材料,其化学性能稳定,物理性能优良,环境友好度高,价格低廉且易于产业化,在超级电容器及气敏性器件等方面拥有广阔的应用前景。
本文选择了氧化镍材料与硅纳米线有序阵列进行复合,制备出了氧化镍-硅复合纳米线阵列,并研究了该复合结构在超级电容器和气敏性元件方面的性能,具体研究内容如下:1.以四种不同型号的n型硅片为原材料,通过银离子催化腐蚀法制备了硅纳米线阵列结构。
以制备的硅纳米线阵列结构为模板,化学镀覆镍层,然后在空气中,350 oC与450 oC条件下退火1 h,获得了氧化镍-硅复合纳米线阵列。
对样品进行相关表征,结果表明:（1）硅纳米线阵列的生长方向与硅片的晶向相同,硅纳米线的直径与硅片的电阻率相关,且电阻率越大,硅纳米线的直径越大。
（2）以n （100）,电阻率为110Ω·cm型号硅片制备出的氧化镍-硅复合纳米线阵列取向性最优。
该结构中,硅纳米线垂直于硅基底,纳米线长度为45μm,直径在30300 nm之间;（3）氧化镍-硅复合纳米线阵列结构中,氧化镍颗粒的平均晶粒尺寸与退火温度有关,当退火温度350℃时,晶粒尺寸约为13 nm,450℃时为16 nm。
2.将不同温度下退火得到的氧化镍-硅复合纳米线阵列制备成电极进行电化学性能测试,包括循环伏安曲线测试,恒电流充放电测试,交流阻抗测试。
测试结果表明:氧化镍-硅复合纳米线阵列具有良好的循环性能,较高的比电容和较低的内阻。
在放电电流为2.5 mA时,最大比电容可达到787.5 F·g-1,经过500次充放电循环后,其电容量损失仅为4.0 %;其等效内阻为3.1Ω。
硅纳米线材料的制备与应用研究
硅纳米线材料的制备与应用研究硅纳米线作为一种重要的纳米材料，因其优异的物理、化学和生物性质，在纳米电子学、生物传感、光电子学等领域得到了广泛的应用。
本文将对硅纳米线材料的制备方法和应用研究进行系统的介绍。
1. 硅纳米线的制备方法1.1 气相沉积法气相沉积法是硅纳米线制备的一种常用方法，通过在高温下将硅源蒸发，使硅蒸气在载气气氛中分解并形成硅纳米线。
气相沉积法有热氧化物化学气相沉积法（HOCVD）、热物质气相沉积法（HTCVD）等多种不同的方法，可根据要求选择不同的反应条件和控制因素来制备不同形态的硅纳米线。
1.2 液相沉积法液相沉积法是将反应溶液中的硅源和还原剂混合，并在适当的反应条件下，通过还原和沉淀等过程制备硅纳米线。
液相沉积法具备较好的可控性和成本优势，但需要在较严格的反应条件下进行，且对硅纳米线的形态和结构控制性相对较低。
1.3 等离子体增强化学气相沉积法等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）是将反应气体引入等离子体体系中，并在等离子体体系中进行反应形成硅纳米线的方法。
其具备快速制备、可控性好等特点，是硅纳米线制备中的一种常用方法。
2. 硅纳米线的应用研究2.1 纳米电子学硅纳米线在纳米电子学领域中有着广泛的应用。
硅纳米线具有尺寸很小、电子传输能力强、电容性能好等特点，可以用作半导体器件上的电荷传输通道和OI-FET管道，能够增强器件的速度和功耗比等性能，已成为超大规模集成电路（VLSI）制造的有效手段。
2.2 生物传感硅纳米线具备高灵敏度、高选择性和多重信号特征等生物传感应用上的优势。
通过表面修饰，使硅纳米线与生物分子或生物大分子发生相互作用，实现对生物分子的检测和定量分析。
同时，硅纳米线还可以起到信号转换器和引导介质的作用，在生物传感领域有着广泛的应用前景。
2.3 光电子学硅纳米线在光电子学领域中的应用主要体现在太阳能电池领域和LED发光器件领域。
硅纳米线的高比表面积和高光电转换效率在太阳能电池中有着广泛的应用前景。
NiO基纳米复合材料的合成方法和应用领域
NiO基纳米复合材料的合成方法和应用领域
NiO基纳米复合材料是一种由镍氧化物（NiO）纳米颗粒与其他材料（如金属、氧化物等）组成的复合材料。
其合成方法和应用领域非常广泛，下面将详细介绍。
1. 共沉淀法：将适量的金属盐和氧化镍溶液同时加入反应容器中，经过化学反应和加热处理得到NiO基纳米复合材料。
3. 气溶胶法：通过喷雾燃烧技术将金属盐和氧化镍折射成气溶胶，然后通过高温还原和热处理来合成NiO基纳米复合材料。
1. 电化学领域：NiO基纳米复合材料可用于制备超级电容器和电化学传感器，具有良好的电化学性能和稳定性。
3. 催化剂领域：NiO基纳米复合材料可用于催化逆反应、催化合成等反应，具有较高的催化活性和选择性。
4. 能源储存与转换领域：NiO基纳米复合材料可以用于锂离子电池、燃料电池等能源储存和转换设备，具有高容量和长循环寿命。
5. 传感器领域：NiO基纳米复合材料可用于气体传感器、湿度传感器等传感器设备，具有高敏感性和选择性。
6. 材料增强领域：NiO基纳米复合材料可以作为增强剂用于制备高性能的复合材料，提高材料的力学性能和热稳定性。
7. 其他领域：NiO基纳米复合材料还可以用于储氢材料、光催化材料等，具有诸多潜在的应用领域。
NiO基纳米复合材料具有多种合成方法和广泛的应用领域，可以通过调控合成方法和组分来获得具有特定性能和功能的材料，对于科学研究和工业应用具有重要的意义。
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镍硅纳米线复合材料制备及应用研究
【摘要】：在最近的几十年里,低维纳米结构材料的制备、表征和应用已经引起人们极大关注,而硅基纳米结构材料更是因为具有与传统集成电路工艺的兼容性以及相比体硅材料所显现出奇异的物理和化学特性,成为制备微纳电子器件最理想的材料之一,是当前纳米技术领域的研究热点问题。
本文以未来“可集成微电源的多维一体化微纳传感器片上系统”为假定目标,开展了如下几个方面的研究工作：第一,开展有关金属诱导化学湿法硅纳米线(SiliconNanoWires,SiNWs)阵列制备和SiNWs表面无电镀镍(nickel,Ni)修饰机理的理论与实验研究,并对制备的SiNWs和Ni/SiNWs样品进行扫描电子显微镜(Scanningelectronmicroscope,SEM)、X射线能谱(Energydispersivespectroscopy,EDS)、RCL数字电桥(ResistanceR,CapacitanceC,InductanceL,RCLDiditalBridge)和拉曼光谱(Ramanspectroscopy)表征,其结果对未来低成本、图形化SiNWs制备和表面修饰工艺的改进有一定指导意义,也为硅基SiNWs的实践应用作了必要准备。
第二,开展Ni/SiNWs纳米复合结构材料电容型湿度传感器应用研究：在基于LabView虚拟仪器构建的金属盐饱和溶液标准湿度检测系统上,对所制备的湿度传感器样机性能进行测试,结果表明该样机在11.3%—97.3%相对湿度环境中最快响应和恢复时间分别是39s和24s,湿敏电容灵敏度高达～0.207nF／1%RH,线性相关系数R=0.94,长时稳定性好。
第三,开展基于Pd-Ni／SiNWs阵列催化电极
的电化学乙醇传感器应用研究：通过在SiNWs表面进行无电镀Pd-Ni 金属薄膜的修饰改性,Pd-Ni／SiNWs阵列显现出对乙醇的高度敏感性。
把Pd-Ni／SiNWs阵列组装成电流型电化学乙醇传感器样机后,在1MKOH溶液中,该样机对乙醇浓度的敏感性于循环伏安(cyclicvoltammetry,CV)测试技术下显示出7.48mAmM-1cm-2的灵敏度、线性检测范围0-20.4mM、线性相关系数R=0.98、检测限可达6μM(3倍信噪比)；于-0.25V(Ag／AgCl参比电极)恒电位计时电流测试技术下的灵敏度达到0.76mAmM-1cm-2,线性检测范围0-20.4mM、线性相关系数R=0.97、检测限可达10μM(3倍信噪比)第四,开展基于NiO／SiNWs阵列电极电化学电容器应用研究：通过在不同温度下对所制备的Ni／SiNWs阵列于氧气氛下采用直接快速热退火氧化工艺制备NiO／SiNWs阵列电极,其中400℃环境下制备的NiO／SiNWs 阵列电极于2MKOH溶液中显现出良好电化学电容特性,其质量比电容可达681Fg-1,能量密度可达85kJkg-1,72h循环充放电后电容量损失不超过3%,有较好的循环使用寿命。
第五,开展Ni／SiNWs阵列热电功率器件应用研究：首先选用重掺杂Sb的100晶向n型硅晶片制备SiNWs阵列,然后通过无电镀Ni薄层制备Ni／SiNWs阵列热电功率器件样机。
测试结果显示该样机同时具有热光电和热电转换能力,300K下,该Ni／SiNWs-Sb阵列Seebeck系数实测值为-273μVK-1,200K温差下其热电输出功率密度可达7mWcm-2,理论估算的ZT值介于0.08和0.2之间；同时,该阵列在130mm透镜积聚太阳光下的热光电输出功率可达18mW。
总之,该课题的研究方法及成
果对发展低成本、可集成微电源的一体化微纳片上传感器系统具有重要意义,具有一定科研价值,其成果的进一步发展必将产生巨大的社会和经济效益。
【关键词】：镍/硅纳米线无电镀微传感器湿度传感器电化学传感器电化学电容器热电转换器件
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB333
【目录】：摘要6-8Abstract8-17第一章绪论17-391.1课题背景171.2纳米技术概述17-181.3纳米材料基本特性18-201.4硅基纳米线制备及应用文献回顾20-281.4.1硅基纳米线制备技术20-241.4.2硅基纳米线修饰改性24-261.4.3硅基纳米线应用文献回顾26-271.4.4硅基纳米线制备及应用中存在的问题27-281.5本文主要研究内容及意义28-30参考文献30-39第二章Ni/SiNWs阵列制备及其表征39-612.1SiNWs 阵列制备39-442.1.1SiNWs阵列化学湿法刻蚀原理39-432.1.2SiNWs 阵列制备方法与步骤43-442.2SiNWs阵列表征44-482.3Ni/SiNWs阵列制备及其表征48-542.3.1Ni/SiNWs阵列制备48-492.3.2Ni/SiNWs 阵列表征49-532.3.3SiNWs表面无电镀Ni原理53-542.4本章小结54-55参考文献55-61第三章Ni/SiNWs湿度传感器应用研究61-873.1
湿度传感器概述61-683.1.1Ni/SiNWs电容式湿度传感器模型62-643.1.2Ni/SiNWs阵列湿度敏感机理64-683.2基于LabView的湿度检测系统68-733.2.1标准湿度环境建立68-693.2.2信号变换电路69-713.2.3数据采集系统713.2.4基于LabView的湿度检测系统软件设计71-733.3Ni/SiNWs复合电极制备73-753.3.1Ni/SiNWs阵列电极湿度敏感材料制备733.3.2Ni/SiNWs阵列电极湿度敏感材料表征73-753.4Ni/SiNWs阵列湿度传感器性能测试75-813.4.1Ni/SiNWs阵列湿度传感器灵敏度和线性76-773.4.2重复性和湿滞77-793.4.3响应时间和稳定性79-813.5讨论81-823.6本章小结82-83参考文献83-87第四章Pd-Ni/SiNWs乙醇传感器应用研究87-1234.1乙醇传感器概述87-934.1.1乙醇传感器综述87-894.1.2电化学乙醇传感器工作原理89-924.1.3电化学乙醇传感器催化电极设计考虑92-934.2钯-镍/硅纳米线复合电极制备与表征93-994.2.1钯-镍/硅纳米线复合电极制备93-944.2.2钯-镍/硅纳米线复合电极表征94-994.3钯-镍/硅纳-米线复合电极对乙醇敏感性99-1074.3.1乙醇敏感性测试系统99-1004.3.2乙醇敏感性电化学分析100-1074.4钯-镍/硅纳米线复合电极乙醇传感器107-1134.4.1电化学窗口的选择108-1094.4.2电极电化学稳定性测试109-1104.4.3传感器灵敏度测试110-1124.4.4传感器性能比较112-1134.5本章小节113-116参考文献116-123第五章NiO/SiNWs阵列电化学电容器应用研究123-1515.1电化学电容器概述123-1275.1.1电化学电容器工作原理124-1255.1.2电化学电容器特点及用途1255.1.3电化学电容器电极材料研究现状125-1265.1.4纳米NiO电极
制备方法126-1275.2NiO/SiNWs纳米复合电极制备与表征127-1325.2.1NiO/SiNWs纳米复合物电极制备127-1285.2.2NiO/SiNWs纳米复合物电极表征128-1325.3NiO/SiNWs 纳米复合电极电化学性能表征132-1395.3.1NiO/SiNWs纳米复合物电极电化学电容行为132-1375.3.2NiO/SiNWs纳米复合物电极恒电流充放电分析137-1395.4NiO/SiNWs纳米复合物电极电化学阻抗谱139-1415.5本章小结141-143参考文献143-151第六章Ni/SiNWs阵列热电功率器件应用研究151-1856.1热电器件概述151-1616.1.1热电效应151-1536.1.2热电器件研究进展153-1556.1.3SiNWs热电光电转换应用调研155-1596.1.4热电材料性能指标159-1606.1.5基于Ni/SiNWs热电材料考虑160-1616.2Ni/SiNWs热电材料制备与表征161-1696.2.1Ni/SiNWs-Sb热电材料表征162-1666.2.2Ni/SiNWs-Sb阵列热电器件模型及测试166-1696.3Ni/SiNWs-Sb阵列热电原理模型及性能分析169-1736.3.1Ni/SiNWs-Sb热电原理模型169-1706.3.2Ni/SiNWs-Sb热电原理分析170-1736.4本章小结173-175参考文献175-185第七章结论与展望185-187附录1187-189作者在攻读博士学位期间的主要工作189-191致谢191 本论文购买请联系页眉网站。