铋纳米线的取向控制生长和热学性能研究
半金属铋具有奇异的物理性能，是研究量子输运现象的基础材料。Bi纳米线的物性不仅与其直径有关，而且与生长取向也有很大关系。本文的目的在于采用脉冲电化学沉积技术，借助于阳极氧化铝模板，生长不同直径和不同取向的单晶Bi纳米线，研究Bi纳米线的热学性能及其取向依赖性。从而为进一步深入理解金属和半金属的准一维纳米材料的可控生长机制与奇异物性的起因起到一定的指导作用，并为纳米热电材料的最终应用奠定一定的基础。
采用硫酸和草酸溶液作为电解液，通过两步阳极氧化法制备出了直径分别为12、36、60和80 nm的阳极氧化铝模板。在此基础上，采用脉冲电化学沉积技术，成功地生长出直径分别为12，36和60nm、[202]取向的单晶Bi纳米线阵列和[104]，[110]和[202]三种取向、直径为60 nm的单晶Bi纳米线阵列。
热重分析表明，在所研究的温度范围内Bi纳米线质量没有明显减小。采用差热扫描量热仪和多功能X射线衍射仪对Bi纳米线的熔点和热膨胀行为进行了系统的研究，发现Bi纳米线的熔点只与直径有关，而与取向无关，并随直径的减小而降低。首次从实验上观察到Bi纳米线热膨胀行为的取向依赖性，发现不同取向的Bi纳米线具有各向异性的热膨胀行为，热膨胀系数在低温时为正，高温时变为负。随着直径的增加，热膨胀系数从正到负的转变温度移向高温。进一步研究表明，Bi纳米线的热学性能与纳米线中的缺陷、应力和杂质等有密切的关系。
纳米线
中国科学院合肥物质科学研究院
硕士
凝聚态物理
李广海
2007
中文
TB383;O614.532
62
2011-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）