2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,科學家發(fā)現(xiàn)當物質的大小處于納米尺度(1-100nm)時,物質具有明顯不同于宏觀材料和原子、分子的物理和化學特性,其凝聚態(tài)結構特征對由其組成的宏觀材料的光、電、磁、熱、力學性能等有著巨大的影響。而化學氣相沉積(CVD,chemical-vapordeposition)方法是目前人們制備納米材料最有效的技術手段之一。鉻氧化物(CrO和CrO232)在紫外發(fā)光和自旋電子學等領域有著重要的應用價值。因此,采用化學氣相沉積(CVD)方法制

2、備CrO和CrO232納米材料并研究其光學性質和磁性對于開發(fā)納米紫外發(fā)光器件和納米自旋電子學器件有著很重要的現(xiàn)實意義。
  本論文利用化學氣相沉積(CVD)方法,用自建的低壓化學氣相沉積(LPCVD)系統(tǒng),采用三氧化鉻(CrO)作為原料,來制備CrO和CrO3232納米材料;在普通玻璃襯底、Si(111)襯底上成功地制備出CrO23多晶薄膜和微(納)米柱,在自制的陽極氧化鋁(AAO)模板中成功地制備出CrO23單晶納米管;利用同樣

3、的方法,在普通玻璃襯底上成功地制備出CrO2多晶薄膜,在自制的陽極氧化鋁(AAO)模板中成功地制備出CrO非晶納米管。
  對于CrO多晶薄膜,我們研究了其結構,形貌和物性。在研究CrO2323多晶薄膜的光學性質的過程中發(fā)現(xiàn)由Cr3+離子的3d3電子跳躍而導致CrO23多晶薄膜PL發(fā)射峰與一般的CrO23體材料的禁帶對應的發(fā)射波長相比有了18nm左右的藍移。
  在CrO23微(納)米柱的制備中,采用了金屬薄膜作為催化劑。嘗

4、試了10nmAg膜、Ag納米顆粒膜以及15nmAu膜三種催化劑,發(fā)現(xiàn)10nmAg膜不適合作為催化劑來制備CrO23微(納)米柱;Ag納米顆粒膜作為催化劑成功地制備出直徑在150nm左右,長度大于1.5μm,軸徑比大于10:1的具有良好形貌的CrO23納米柱;采用15nmAu膜作為催化劑采用不同襯底和溫度分別制備出具有不同直徑、長度和軸徑比的CrO微米柱。23
  采用自制的陽極氧化鋁(AAO)模板作為模板,合成出管壁厚度在幾納米至

5、十幾納米量級、直徑60nm左右、長度在10μm左右、軸徑比大于100:1的沿[110]晶向生長的單晶Cr2O納米管。并且單晶CrO323納米管的直徑和長度可以通過調節(jié)陽極氧化鋁(AAO)模板的孔徑與厚度來控制。初步研究了單晶CrO23納米管的光學性質。在研究其光學性質時發(fā)現(xiàn)由于受納米尺寸效應的影響,單晶Cr2O3納米管比Cr2O3多晶薄膜的4A2g→4T1g的電子躍遷吸收峰藍移了28nm,達到了365nm。
  對于CrO2多晶薄

6、膜,我們研究了其結構,形貌和物性。尋找出了在低壓化學氣相沉積(LPCVD)系統(tǒng)中制備CrO2納米材料的最佳生長條件。并初步研究了其磁性。
  采用自制的陽極氧化鋁(AAO)模板作為模板,合成出管壁厚度在5nm左右、直徑60nm左右、長度在10μm左右、軸徑比大于100:1的非晶CrO2納米管。并且非晶CrO2納米管的直徑、長度和管壁厚度可以通過調節(jié)陽極氧化鋁(AAO)模板的孔徑與厚度以及生長時的沉積時間來控制。并研究了非晶CrO2

7、納米管陣列的磁性。在研究其結構時發(fā)現(xiàn)非晶CrO2納米管擁有一端開口一端封閉的桶狀結構,其形狀完全復制了模板孔洞的形狀,實現(xiàn)了納米尺度的微觀鑄造。在研究其磁性時發(fā)現(xiàn)非晶CrO2納米管具有宏觀的鐵磁性。由于受納米尺寸效應的影響,我們制備的非晶CrO2納米管陣列雖然在形貌表征上看來完全是非晶的,但是與傳統(tǒng)的各向同性的非晶材料不同,我們在非晶CrO2納米管陣列的磁性時還發(fā)現(xiàn)其交換偏置效應具有各向異性的行為:對于我們的樣品,在溫度為10K的條件下

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