论文部分内容阅读
准一维纳米材料在纳米器件功能化和集成化等领域具有重要的潜在应用前景,然而,人们对其热学性质研究较少。为此,本文研究了Ag、Fe、Zn纳米线的热膨胀性质及其与尺寸的依赖关系,取得的主要成果如下:
⑴通过控制电压、溶液pH值等因素,制备出了不同直径的氧化铝(AAM)模板。采用电沉积方法在AAM模板孔中制备出了不同直径的结晶很好的面心立方的Ag、体心立方的Fe以及六角的Zn纳米线。
⑵采用变温X射线衍射的方法研究了包裹在AAM模板中Ag、Fe、Zn纳米线的热膨胀性质。结果表明,不同结构的纳米线具有类似的热膨胀性质,即退火前纳米线的热膨胀都小于退火后纳米线的热膨胀。
⑶研究了包裹在AAM模板中的Ag和Fe纳米线的热膨胀性质对纳米线直径的依赖关系。结果表明,不同直径的Ag纳米线具有不同的热膨胀系数,且退火前后样品的热膨胀系数随着纳米线直径的增加都有一个“V”形的变化,但退火前后Ag纳米线热膨胀系数的最小值分别对应于直径为55nm的纳米线和直径为38nm的纳米线。退火前后不同直径的Fe纳米线的热膨胀系数随直径的变化趋势是一致的。
⑷详细讨论了影响纳米线热膨胀的因素,认为纳米线的热膨胀是由晶体的本征热膨胀、表面张力、模板的限域以及空位的影响集体作用的结果。