《Au與核殼結構Au/Ag納米棒的製備、結構和熱穩定性研究》是依託南京大學，由陸海鳴擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Au與核殼結構Au/Ag納米棒的製備、結構和熱穩定性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陸海鳴
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
貴金屬及其雙金屬納米棒由於具有優良的光學和電子特性，可以作為構築納米電子和光電子器件的重要功能元件，在光電子、催化和生物感測等方面有著廣泛的套用前景。納米棒由於具有較大的表面體積比，其熱穩定性明顯不同於塊體材料，弛豫過程可能具有獨特的結構特徵。熔化溫度等參量是描述納米材料結構和熱穩定性的重要參數，然而目前國際上對貴金屬及其雙金屬納米棒結構改變尤其是納米棒結構內稟的熱穩定性卻少有研究。本項目擬從實驗出發，結合經典熱力學和分子動力學模擬，系統研究表面活性劑尤其是其中的鹵族離子在金和核殼結構金/銀納米棒生長過程中的作用、不同晶向和橫截面的金和核殼結構金/銀納米棒熔化溫度等參量的尺度（直徑和棒長）效應以及納米棒在不同溫度下的結構穩定性，並建立相應的解析模型和金-銀二元合金納米相圖。本項目對最佳化納米棒結構設計從而提高納米器件的性能具有重要的指導意義。
結題摘要
貴金屬及其雙金屬納米棒由於具有優良的光學和電子特性，可以作為構築納米電子和光電子器件的重要功能元件，在光電子、催化和生物感測等方面有著廣泛的套用前景。納米器件體積小、比表面大，結構和性能將會隨著尺度的變化而改變，因此納米尺度的性能、結構和熱穩定性研究是超微型納米器件設計的基礎，而納米棒和納米線作為納米器件的基本構件，對其結構和熱穩定性進行探討就具有十分重要的理論意義和套用價值。本項目從實驗出發，結合經典熱力學和分子動力學模擬，系統研究了表面活性劑尤其是其中鹵族離子在金和核殼結構金/銀納米棒生長過程中的作用、不同晶向和橫截面的金和核殼結構金/銀納米棒熔化溫度的尺度（直徑和棒長）效應以及納米棒在不同溫度下的結構穩定性，並建立相應的解析模型以及二元合金納米相圖。研究發現：1、與通常金納米棒的CTA+膠束模板生長機制不同，陰離子在生長過程中起著非常重要的作用。即使CTA+的濃度低於臨界濃度只要有足夠的Br-也能製備出納米棒。2、金納米棒凝膠溶液通直流電後，金納米棒周圍形成2-5nm的金納米顆粒組裝的納米網狀結構。這些納米網狀結構將金納米棒凝膠溶液的電導率提高30%-50%。納米柱的透射率與長軸方向有關。入射光在500-1100nm波段時，平躺的半圓柱納米點陣擁有比較均勻的透射率；入射光波長為300-500nn波段時候，光能夠部分耦合到襯底里去，有利於光進一步向下傳播。3、建立的納米棒尺寸和形貌依賴的熔化溫度模型以及計算機模擬工作都發現，納米棒的熔化溫度隨著直徑和棒長的減小或者形貌因子的增加而減小，因此在相同直徑和長徑比時外表面為{111}的圓柱形金納米棒由於具有較高的形貌因子其熔化溫度則較低，這與通常球形銀納米粒子中外表面為{111}的粒子更穩定的趨勢正好相反。4、建立了尺寸與維度依賴的金-銅二元勻晶和金-鍺二元共晶合金平衡相圖的解析模型。根據模型，二元共勻合金的液相線、固相線以及兩相區都是隨著尺寸的減小而降低，且降低的幅度隨著形貌因子的增大而增大。二元共晶和金的液相線也隨尺寸和維度減小而降低。此外，當二元共晶成分具有相同的維數時，尺寸和維度對共晶成分的影響很小，可以忽略不計。然而，當兩個組分有不同的維度，共晶成分隨尺寸減小。上述模型可推廣到其他固溶度較小的二元合金體系。本項目對最佳化納米棒結構設計從而提高納米器件的性能以及深入理解VLS納米線生長機制都具有重要的指導意義。
