原位電子束輻照誘導(dǎo)Au修飾SiOx納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性研究.pdf

1、當(dāng)今納米科學(xué)技術(shù)研究背景要求我們不僅要從納米尺度（極小空間限制或“納尺寸”效應(yīng)），而且要從納、皮、飛秒時間尺度（超快時間限制或“納時間”效應(yīng)）去揭示材料的結(jié)構(gòu)和性能。但在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，除朱賢方等對電子束和離子束輻照下硅中納米孔以及電子束輻照下碳納米管及SiOx納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性進(jìn)行較系統(tǒng)研究外，目前我們尚未發(fā)現(xiàn)有人從非平衡、極度局域和超快角度對電子束輻照下金屬納米顆粒修飾的納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　 為此，本論文利

2、用我們發(fā)展成熟的透射電鏡原位觀察技術(shù)，進(jìn)一步系統(tǒng)深入地研究了高能電子束非平衡、極度局域和超快輻照對Au修飾SiOx納米線以及SiOx納米線結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性的影響。
　　 首先，我們設(shè)計了三組不同大小束斑的電子束從全域輻照、局域中央輻照和局域邊緣輻照的不同角度對Au修飾SiOx納米線以及SiOx納米線進(jìn)行實驗。實驗發(fā)現(xiàn)，全域輻照時，兩端固定且軸向平直的Au修飾SiOx納米線和SiOx納米線均發(fā)生徑向收縮，但由于Au納米顆粒的鈍化作用，

3、Au修飾SiOx納米線的徑向收縮速率比SiOx納米線慢;局域中央輻照時，單根兩端固定且軸向平直的SiOx納米線出現(xiàn)軟化、瞬態(tài)塑性流變伸長和相應(yīng)的“s”型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，而同樣由于Au納米顆粒的鈍化作用，Au修飾的SiOx納米線則沒有這些變化;局域邊緣輻照時，Au修飾的SiOx納米線頸縮處收縮速率同樣比SiOx納米線慢。我們利用納米曲率效應(yīng)和電子束非熱激活效應(yīng)誘導(dǎo)的電子束“融蒸”和“擴(kuò)散”機(jī)制以及Au納米顆粒的鈍化作用對上述實驗現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。

4、
　　 其次，我們考察了電子束輻照下SiOx納米線上Au納米顆粒的變化情況。實驗發(fā)現(xiàn)，在電子束輻照過程中，SiOx納米線上的Au納米顆粒發(fā)生長大的現(xiàn)象。研究表明，其主要通過兩種方式長大:其一是不臨近的Au納米顆粒之間，其原子通過SiOx納米線進(jìn)行擴(kuò)散，從而長大;而對于相互臨近的Au納米顆粒之間則通過合并的方式長大。對于Au納米顆粒的長大現(xiàn)象，我們認(rèn)為可以利用納米曲率效應(yīng)及電子束非熱激活效應(yīng)誘導(dǎo)的“擴(kuò)散”納米熟化進(jìn)行解釋。

5、　　 上述高能超快電子束輻照下Au修飾SiOx納米線以及SiOx納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性研究具有十分重要的技術(shù)指導(dǎo)意義，它明確指出了進(jìn)行適當(dāng)金屬納米顆粒修飾可以改善納米線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性及其納米加工。更重要的是，上述研究結(jié)果還具有十分重要的科學(xué)研究意義，它直接揭示了現(xiàn)有文獻(xiàn)中經(jīng)常忽略的表面納米曲率效應(yīng)和能量束超快誘導(dǎo)“聲子”軟模和“點陣”失穩(wěn)納米科學(xué)本質(zhì)問題，進(jìn)一步證實了表面納米曲率效應(yīng)和能量束超快誘導(dǎo)“聲子”軟模和“點陣”失穩(wěn)概念具有很強(qiáng)