分级结构纳米材料研究进展
纳米材料的自组装研究进展_刘欢
!!!"!"!!!"!"综述收稿日期：２００６－０２－２１。
收修改稿日期：２００６－０３－１６。
国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．９０３０６０１１，２０３４１００３）。
＊通讯联系人。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｎｇｌｅｉ＠ｉｃｃａｓ．ａｃ．ｃｎ第一作者：刘欢，女，２９岁，博士；研究方向：无机纳米材料。
纳米材料的自组装研究进展刘欢１翟锦２江雷＊，２，１（１国家纳米科学中心，北京１０００８０）（２中国科学院化学研究所，北京１０００８０）摘要：本文主要评述了近年来纳米材料自组装的研究进展，即对以纳米材料（包括零维的纳米粒子和一维的纳米管／线）为单元而开展的自组装方面的工作进行了介绍。
将纳米材料自组装为各种尺度的有序结构会产生更优异的整体的协同性质，这对于以纳米材料为基础而构筑的微纳米器件有着重要的意义。
由于目前纳米材料的研究主要集中在零维和一维体系，因此，本文分别就此两种体系的自组装行为进行了评述。
具体内容包括：单分子层薄膜修饰的无机纳米粒子的自组装、大分子修饰的无机纳米粒子的自组装、未被修饰的无机纳米粒子的自组装；表面张力及毛细管力诱导的一维纳米材料的自组装、模板诱导的一维纳米材料的自组装、静电力诱导的一维纳米材料的自组装。
关键词：自组装；纳米粒子；纳米线；纳米管；图案化表面中图分类号：Ｏ６１１．４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４８６１（２００６）０４－０５８５－１３ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｅｌｆ－ＡｓｓｅｍｂｌｙｏｆＮａｎｏ－ＭａｔｅｒｉａｌｓＬＩＵＨｕａｎ１ＺＨＡＩＪｉｎ２ＪＩＡＮＧＬｅｉ＊，２，１（１ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＮａｎｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０）（２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｎａｎｏ－ｍａｔｅｒｉａｌｓｆｒｏｍｏｕｒｒｅｓｅａｒｃｈｇｒｏｕｐ，ａｒｅｖｉｅｗｈａｓｂｅｅｎｍａｉｎｌｙｇｉｖｅｎｔｏｔｈｅｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｎａｎｏ－ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｎａｎｏｗｉｒｅｓ／ｔｕｂｅｓ，ｉｎｔｏｍｕｌｔｉ－ｓｃａｌｅｒｅｇｕｌａｒｐａｔｔｅｒｎｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｓｕｃｈｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｓｔｒａｔｅｇｙｈａｓｐａｒａｍｏｕｎｔｉｍｐｏｒ－ｔａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏ－ｍａｔｅｒｉａｌｓ－ｂａｓｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｎｔｅｎｔｓｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅ：ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｂｙｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄｍｏｎｏｌａｙｅｒ（ＳＡＭ），ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｉｎｏｒ－ｇａｎｉｃｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｂｙｍａｃｒｏ－ｍｏｌｅｃｕｌａｒ，ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｎａｋｅｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｔｅｍｐｌａｔｅ－ｉｎｄｕｃｅｄｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｕｒｆａｃｅｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｃａｐｉｌｌａｒｙｆｏｒｃｅｉｎｄｕｃｅｄｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍ－ｂｌｙｏｆｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｏｒｃｅｉｎｄｕｃｅｄｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ；ｎａｎｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅ；ｎａｎｏｗｉｒｅｓ；ｎａｎｏｔｕｂｅｓ；ｐａｔｔｅｒｎｅｄｓｕｒｆａｃｅ所谓自组装，是指基本结构单元（分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术［１］。
水热法制备微纳结构氧化钨
水热法制备微纳结构氧化钨氧化钨( WOx) 无机半导体材料因其独特的物理化学性质及在气敏、光催化、电致变色、光致变色和场发射等领域的广泛应用，得到人们的普遍关注。
近年来，研究者采用水热法制备出多种不同尺寸和形貌的氧化钨半导体材料。
本文结合水热法制备WOx粉体方面的最新工作，综述了近十年水热法制备微米及纳米级氧化钨粉体的研究进展，探讨了原料、辅助试剂、表面活性剂、反应时间、反应温度等条件对水热法制备氧化钨粉体材料的影响。
1.引言氧化钨( WOx) 是一种多功能无机金属氧化物半导体材料。
该材料具有良好的物理及化学性质，如气敏、光催化、光致变色、电致变色、场发射等性能，在气敏传感器、光催化剂、电致变色智能窗和光电化学设备等领域都具有良好的应用前景。
与常规尺寸的WOx相比，纳米级材料展现出一些独特的性能，如小尺寸效应和量子隧道效应等，明显改善了该材料的物理及化学性质，显著拓宽了该材料的应用空间。
迄今为止，多种物理及化学合成方法被用于纳米WOx的制备，如物理气相沉积法、化学气相沉积法，热蒸发法，溶胶-凝胶法，热注入法，水热法等。
其中，水热法具有操作简单，反应条件易控制，可获得多种特殊形貌的产物等优势，被研究人员广泛采用。
目前，水热法制备纳米级WOx粉体的常见形貌有:纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米带、纳米片及各种WOx分级结构。
该方法目前还被用于不同形貌的WOx纳米薄膜的制备，如纳米片、纳米线和纳米树等。
本文综述了水热法制备WOx微米/纳米粉体的研究进展，并对该领域的发展趋势进行了展望。
文中WOx包括非化学计量比和化学计量比的氧化钨及其水合物。
2.WOx的结构特点氧化钨分为化学计量比WOx和非化学计量比WOx。
其中，化学计量比WOx 以WO3最为常见，其晶体结构是由 1 个钨原子和 6 个氧原子构成的正八面体单元共用顶点排列而成。
WO3具有多种晶型，如单斜( m-WO3) 、三斜( tr-WO3) 、正交( o-WO3)、四方( te-WO3)、六方(h-WO3)等。
Sb2S3纳米粒子敏化ZnO微纳分级结构的光电化学性能
Sb2S3纳米粒子敏化ZnO微纳分级结构的光电化学性能郭志敏;郝彦忠;裴娟;孙宝;李英品【摘要】采用电化学沉积方法,选择聚乙二醇(PEG-400)和乙二胺(EDA)为添加剂,直接在ITO导电玻璃上制备了有序阵列的ZnO纳米棒,以及ZnO纳米棒上生长纳米棒微纳分级结构.采用化学浴沉积法均匀沉积Sb2S3纳米粒子,制备了Sb2S3/ZnO纳米棒壳核结构和Sb2 S3/ZnO纳米棒上生长纳米棒分级壳核结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、瞬态光电流等分析手段对其形貌、结构和光电化学性能进行了表征和测试.研究表明,Sb2 S3/ZnO纳米棒上生长纳米棒分级壳核结构阵列膜的光电流明显高于Sb2S3/ZnO纳米棒壳核结构阵列.【期刊名称】《河北科技大学学报》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】7页(P26-32)【关键词】光电化学;Sb2S3纳米粒子;ZnO纳米棒;微纳分级结构;壳核结构【作者】郭志敏;郝彦忠;裴娟;孙宝;李英品【作者单位】河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;河北科技大学理学院,河北石家庄050018;河北科技大学理学院,河北石家庄050018;河北科技大学理学院,河北石家庄050018;河北科技大学理学院,河北石家庄050018【正文语种】中文【中图分类】O649郭志敏，郝彦忠，裴娟，等.Sb2S3纳米粒子敏化ZnO微纳分级结构的光电化学性能[J].河北科技大学学报,2016,37(1):26-32.一维ZnO纳米半导体材料提供了直接有序的电荷传输通道，提高了光生电荷的分离效率，在太阳电池电极材料方面得到了广泛应用[1-8]。
近年来，人们通过电化学沉积法[9-11]、水热/溶剂热法等[12-13]相继合成了ZnO纳米棒，ZnO纳米棒的微纳分级结构[14-16]因高的比表面积和多电子传输通道等优点吸引了很多研究者的关注。
不同分级结构ZnO的制备及催化分解AP性能研究
ＮＯ ａ Ｈ的物 质的量 ， 片状分级结构 Ｚ Ｏ用 量为 ４ｍｍ ｌ而棒 状分 ｎ ｏ，
级结构 的 Ｚ Ｏ用量为 １ ｍ ｌ说 明碱 的用量对 Ｚ Ｏ的形貌有很 ｎ ６ｍ ｏ， ｎ 大 的影 响。可 能 的原 因可 以 分析 为 ， 碱 大大 过 量 的情 况 下 ， 在
２ 结 果 与 讨 论
第４ Ｏ卷第 ５期
２１ ０ ２年 ３月
广
州
化
工
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｖｏ ． ． １４０ Ｎｏ ５
Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ａ ｇ ｈ ｕ Ｃ ｅ ｃｌＩｄ ｓ ｙ ｒ
Ｍａｃ ． ０１ ｒｈ ２ ２
不 同分 级 结构 Ｚ Ｏ的 制 备 及 催 化 分 解 Ａ ｎ Ｐ性 能研 究
关 键 词 ：ｎ ； ＺＯ 分级结构 ；ｔ 性能 ； 氯酸铵 ／化 ｔ ￣ 高
中图分 类号 ：Ｑ ３ ，６３ Ｔ ０６ ０４
文献标 识 码 ： Ａ
文章编 号 ：０ １ ９７ （０２０ — １６ ０ １ — ６７ ２ １）５ ０ １ — ３ ０
Ｐｒ ｐ ｒ ｔｏ ｏ ｉｒ ｒ ｈｉａ ｔ ｕｃｕｒ ｓｏ ｅ ａ ａ ｉｎ ｆＨ ｅ ａ ｃ ｃ ｌＳ ｒ ｔ ｅ ｆＺｎＯ
毛广秀 ，郭 晓丹
（ 苏省低 维材 料化 学重点 建设 实验 室 ，淮 阴师 范学院化 学化 工 学 院 ，江 苏 淮安 江 ２ ３０ ） ２ ３０
摘 要 ： 采用水热法 ， 在乙酸锌 、 氢氧 化钠体 系 中 ， 过调 节氢 氧化 钠 的用量 成功合 成 了片状 和棒 状为组 装单 元 的分 级结 构 通
第 ４ 第 ５期 ０卷
毛广 秀等 ： 同分级结构 Ｚ Ｏ的制备及催化分解 Ａ 不 ｎ Ｐ性能研究
纳米多孔材料的研究进展
土壤修复：纳米多孔材料可 以用于吸附和去除土壤中的
重金属等有害物质
环境监测：纳米多孔材料可 以用于检测环境中的有害物
质和污染物
在生物医学领域的应用
纳米多孔材料在药物输送中的 应用
纳米多孔材料在生物传感器中 的应用
纳米多孔材料在组织工程中的 应用
中
环境影响：如何降 低纳米多孔材料生 产和使用过程中的
环境影响
பைடு நூலகம்
添加标题
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研究展望
纳米多孔材料的应 用领域不断扩大
研究方法不断创新， 如分子模拟、实验 研究等
面临的挑战包括提 高材料的稳定性、 降低成本等
展望未来，纳米多 孔材料将在能源、 环保、医疗等领域 发挥重要作用
未来发展方向
添加标题
应用领域
生物医学：药物输送、细胞 培养和组织工程
能源储存：储氢、储碳和储 热
环境净化：吸附有害气体和 颗粒物
催化领域：催化反应和光催 化
传感器：气体传感器和生物 传感器
电子设备：电池、超级电容 器和太阳能电池
纳米多孔材料的制备方法
模板法
概念：通过模板控 制纳米多孔材料的
结构和形态
优点：可以精确控 制孔径、孔隙率和
热学性能
热导率：纳米多孔材料的热导率通常较高，有助于提高材料的散热性能。
热稳定性：纳米多孔材料具有较高的热稳定性，能够在高温下保持其结构和性能。
热膨胀系数：纳米多孔材料的热膨胀系数通常较低，有助于提高材料的尺寸稳定性。 热传导机制：纳米多孔材料中的热传导机制主要包括固体热传导和气体热传导，其中气体 热传导起主要作用。
纳米材料的研究进展以及应用前景研究
纳米材料的研究进展以及应用现状1.绪论从概念来说，纳米材料是由无数个晶体组成的，它的大小尺寸在1~100纳米范围内的一种固体材料。
主要包括晶态、非晶态的金属、陶瓷等材料组成。
因为它的大小尺寸已经接近电子的相干长度，它有着特殊的性质。
这些特殊性质所表现出来的有导电、导热、光学、磁性等。
目前国内、国际的科学家都在研究纳米材料，试图打造一种全新的新技术材料，将来为人类创造更大的价值。
纳米科学技术也引起了科学家的重视，在当代的科学界有着举足轻重的地位。
纳米技术的范围包括纳米加工技术、纳米测量技术，纳米材料技术等。
其中纳米材料技术主要应用于材料的生产，主要包括航天材料、生物技术材料，超声波材料等等。
从1861年开始，因为胶体化学的建立，人们开始了对直径为1~100纳米粒子的研究工作。
然而真正意义上的研究工作可以追溯到20世纪30年代的日本为了战争的胜利进行了“沉烟实验”，由于当时科技水平落后研究失败。
2.纳米材料的应用现状研究表明在纺织和化纤制品中添加纳米微粒，不仅可以除去异味和消毒。
还使得衣服不易出现折叠的痕迹。
很多衣服都是纤维材料制成的，通常衣服上都会出现静电现象，在衣服中加入金属纳米微粒就可消除静电现象。
利用纳米材料，冰箱可以消毒。
利用纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经可以在商场买到了。
另外利用纳米粉末，可以快速使废水彻底变清水，完全达到饮用标准。
这个技术可以提高水的重复使用率，可以运用到化学工业中。
比如污水处理厂、化肥厂等，一方面使得水资源可以再次利用，另一方面节约资源。
纳米技术还可以应用到食品加工领域，有益健康。
纳米技术运用到建筑的装修领域，可以使墙面涂料的耐洗刷性可提高11倍。
玻璃和瓷砖表面涂上纳米材料，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，根本不用擦洗。
这样就可以节约成本，提高装修公司的经济效益。
使用纳米微粒的建筑材料，可以高效快速吸收对人体有害的紫外线。
纳米材料可以提高汽车、轮船，飞机性能指标。
刘前：纳米科研结硕果
刘前：纳米科研结硕果作者：黄健来源：《科学中国人》2014年第02期在“纳米”这个词语上确实笼罩着一层瑰丽的光圈，从纳米科技的基础和应用研究到纳米产业的未来发展，乃至纳米技术与人们生活的密切联系等各种问题，都令科学家们神迷醉往。
国家纳米科学中心科技管理部主任、研究员刘前就是该领域众多追梦者中的一员。
自开始纳米科技攀登之旅起，刘教授已在这一领域留下了一长串闪光的足迹：作为首席科学家和课题负责人，他已完成科研项目十余个，在专业科学杂志上发表论文100多篇，撰写英文专著一部和英文章节多篇，译著一部，获得国家一级标准物质5个，美国授权专利一项，中国授权发明专利10项。
刘教授曾在日本著名大学和研究机构留学工作多年，曾因其优秀的科学素养和杰出的科研成绩获得了日本罗大利米山奖励金、日本电气通信普及财团海外短期研究资助奖励等。
2005年归国后任国家纳米科学中心研究员、博士生导师，在纳米事业上开始了新的征程。
刘教授现任中文国际杂志《现代物理》主编和一些中英文杂志的编委，并被聘为澳大利亚科学研究委员会（ARC）国家基金项目的海外评审专家、科技部、基金委和中组部青年千人评审专家等。
刘前教授的主要研究领域为新型微纳加工方法、新概念的薄膜纳米器件、功能化薄膜纳米材料、纳米标准物质以及纳米光存储等。
经过多年的不懈努力，获得了一系列具有创见性的成果，逐渐形成了自己的学术和研究特色。
微纳加工技术是材料功能化和器件构建的主要手段，分为“自上而下”和“自下而上”两种。
目前常用的“自上而下”手段有电子束、离子束等。
众所周知，激光作为另一种“自上而下”的加工手段具有生产效率高、加工精度高和经济实用的特点，一直受到人们的广泛青睐。
实际上，激光早在上世纪70年代就已被应用于精密加工，然而由于激光系统的衍射极限限制，获得的激光系统的加工分辨率通常在微米量级，制约了其在纳米尺度上的加工能力。
如何用激光获得纳米分辨的加工能力一直以来都是一个挑战性的课题。
ZnO纳米材料在光电解水领域的研究进展
ZnO纳米材料在光电解水领域的研究进展作者：刘泽冲来源：《新材料产业》 2017年第7期一、光电解水制氢简介氢是一种热值很高的清洁能源,其完全燃烧的产物——水不会给环境带来任何污染，而且放热量是相同质量汽油的2.7倍。
因而开发低能耗高效的氢气生产方法,已成为国内外众多科学家共同关注的问题。
但是，大规模、低成本的生产、储存、运输氢气已经遇到了很大困难。
目前获取氢气的方法主要是热裂解石油气，这种方法耗能高、污染大。
另外，常温常压下储存高质量密度的氢气仍非常困难。
与传统的以汽油为燃料的内燃机相比，燃料电池的价格仍过高。
尽管面临着种种挑战，氢气做为一种清洁能源，在生产、储存、应用等方面仍持续受到关注。
在产氢方面，发展低成本的材料和技术至关重要。
自从日本的Fujishima 等于1972年首次发现在近紫外光（380nm） ,金红石型二氧化钛（TiO 2 ）单晶电极能使水在常温下分解为氢气（H 2 ）和氧气（O 2 ）以来，揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性，科学家称这种仅用阳光和水生产出氢和氧的技术为“人类的理想技术之一” 。
从太阳能利用角度看，光解水制氢主要是利用太阳能中阳光辐射的紫外光和可见光部分。
目前，光解水制氢主要通过光电化学技术（Photoelectrochemistry,PEC）和光催化技术(Photocatalysis)。
光电化学制氢是通过光阳极吸收太阳能并将光能转化为电能。
光阳极通常为光半导体材料，受光激发可以产生电子-空穴对。
光阳极和对电极组成光电化学池，在电解质存在下光阳极吸光后在半导体导带上产生的电子通过外电路流向对极，水中的质子从对极上接受电子产生氢气将光半导体微粒直接悬浮在水中进行光解水反应。
半导体光催化在原理上类似于光化学电池，细小的光半导体微粒可以被看作一个个微电极悬浮在水中，像光阳极一样起作用，所不同的是它们之间没有像光电化学电池那样被隔开。
这种技术大大简化了半导体光催化分解水制氢体系，但是，光激发在同一个半导体微粒上产生的电子-空穴对极易复合，不但降低了光电转换效率，同时也影响光解水同时放氢、放氧。
碳纳米笼的制备及其应用研究进展
碳纳米笼是一种由碳层卷曲形成的笼状结构的纳米碳材料[1-3]。
通过控制制备条件可以实现碳纳米笼石墨化程度、比表面积、孔径分布等结构信息的调节。
碳纳米笼特有的笼状结构有利于电解质离子的传输，同时可以避免二维石墨烯之间的堆叠，另外碳纳米笼具有的高导电性使其成为电极材料和催化剂载体的理想选择。
近年来，科研工作者在碳纳米笼的制备和应用领域做了大量工作，不同结构的碳纳米笼在超级电容器、锂离子电池、锂硫电池和电催化等领域得到了广泛的应用[4]。
本文综述了近年来碳纳米笼常用的制备方法以及在能源等领域的应用研究进展。
1 碳纳米笼的制备目前制备碳纳米笼常用的方法主要包括金属还原法和模板法。
在以上方法中通过改变实验条件，可以实现碳纳米笼结构的调控。
1.1 金属还原法常用的金属还原法是在二氧化碳等碳源中把金属镁、钙、锂等活泼金属进行燃烧，燃烧后形成的氧化镁等呈现立方结构，而被活泼金属还原形成的碳则沉积在金属氧化物表面，去除立方体的模板后，则得到碳纳米笼。
Chakrabarti在二氧化碳中燃烧镁粉，得到尺寸在50~100 nm，由3至7层石墨烯片层构成的碳纳米笼[3]。
直接燃烧法难以实现对实验条件的控制，因而无法实现碳纳米笼尺寸和形貌的调控，Fan将金属镁和碳酸钙混合后在惰性气氛下进行高温处理，在特定的温度下碳酸钙分解形成的二氧化碳被金属镁还原形成碳纳米笼，碳纳米笼由4~10层石墨烯构成[5]。
除了二氧化碳以外，也可以利用其他有机物做碳源，在高温作用下利用活泼金属的强还原性，实现碳纳米笼的制备。
Dyjak采用草酸为碳源，通过控制反应过程中的压力实现对碳纳米笼结构的调控，在真空环境下制备得到尺寸均一的碳纳米笼，比表面积高达984m2/g[6]。
1.2 模板法氧化镁是具有立方结构的纳米颗粒，以氧化镁为模板，采用固相混合或化学气相沉积的方法可以制备得到立方结构的碳纳米笼。
胡征课题组采用碱式碳酸镁为氧化镁模板的原料，利用苯进行化学气相沉积得到不同尺寸的碳纳米笼。
稀土元素掺杂氮化铝纳米材料的研究进展
稀土元素掺杂氮化铝纳米材料的研究进展基金项目：2021年北华大学大学生创新创业训练计划项目“自组装AlN稀磁半导体纳米结构构建”（202110201068）摘要:氮化铝(AlN)是一种宽禁带III族氮化物，具有导热系数高、机械强度强、热稳定性好、介电常数低等优点。
稀土元素(RE)掺杂被认为是进一步提高AlN性能及其应用的有效方法。
本文对几种RE元素掺杂AlN后所形成的稀磁半导体(DMS)纳米结构进行介绍，阐明微纳结构与光电性能间的构效关系与物理本质，为稀土元素掺杂氮化铝纳米材料的潜在应用提供理论依据。
关键词:氮化物；稀土元素；掺杂；纳米结构中图分类号:O469文献标识码: A材料的性能与结构密切相关，实现材料形貌、取向、维度的可控合成是材料科学研究的热点和难点。
纳米材料由于尺寸效应往往具有与其体材料完全不同的物理特性，而由多个纳米单元组合而成的纳米系统常可以表现出比单个纳米单元更优异的特性，这种自发组装的行为吸引了研究者的广泛关注。
对纳米材料自发组装行为的系统研究，不仅有助于加深对纳米科学的理解，还能获得具有协同增强效应的新型材料，在光电技术、气敏光敏、能源储存、催化传感等领域具有重要用途。
氮化铝(AlN)作为一种重要的功能材料，在电子、光电和发光器件等领域受到广泛关注。
稀土元素(RE)掺杂被认为是进一步提高AlN性能及其应用的有效方法。
掺杂可以通过增加载流子数量来改善AlN的电子性能。
AlN作为带隙最大的半导体材料(6.2 eV)，可通过掺杂剂实现从紫外到红外范围的带隙调控。
引入适当的掺杂剂，可以制备出性能优异的稀磁半导体(DMS)。
因此，RE掺杂AlN具有新颖的电子、光学和磁性能，在光电子和自旋电子学器件领域具有重要意义。
目前，有关RE掺杂AlN纳米结构合成和掺杂行为对AlN晶体生长及物性影响的研究相对较少。
本文基于等离子体辅助直流电弧放电装置，对多种稀土元素掺杂氮化铝纳米结构的合成工作进行介绍，通过对多种物性表征的结果进行分析，建立纳米结构与各项物性之间的构效关系，为可控制备稀土掺杂AlN纳米结构提供新思路。