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本文采用直流电化学沉积技术,以多孔氧化铝膜为模板,通过调节沉积参数制备了具有六角结构的银(4H-Ag)纳米线阵列;讨论了其生长机理;研究了其热膨胀性质及变化规律,为其在未来纳米器件中的应用提供了实验依据。论文所取得的主要创新点如下:
1.设计了一种氧化铝模板阳极氧化过程中的过流过温保护装置,有效地防止了因电流过大或电解液温度升高而引起的铝片击穿现象,保证了在无人作业情况下氧化设备的安全。
2.可控制备了沿[101-0]方向择优取向生长的4H-Ag纳米线阵列;研究了影响4H-Ag纳米线生长的实验参数。实验结果表明,较低的沉积温度和酒石酸的添加在4H-Ag纳米线的形成过程中起着重要的作用。
3.利用变温X射线衍射技术详细研究了4H-Ag纳米线阵列的热膨胀性质。随着温度的升高,未退火样品的(10-10)晶面间距曲线逐渐上升并出现两个明显的拐点,热膨胀系数曲线呈现先下降后上升的变化趋势。而退火后样品的晶面间距和热膨胀系数变化曲线在整个温度段内都连续光滑地上升。结合面心立方银(3C-Ag)纳米线热膨胀性质的研究结果,我们得出较为普遍的热膨胀规律,即Ag纳米线的热膨胀本质上与结构无关,它主要是由晶格热振动引起的本征膨胀和空位团聚或逸出引起的晶格收缩相互竞争作用的结果。