低维材料之碳纳米管

模板法：

按模板材料可分为碳纳米管模板法、多孔氧化铝模板法、聚合物膜模板法和 生命分子模板法。其中聚合物模板法廉价易得。模板法的模板主要有两种：一种 是径迹蚀刻聚合物膜，如聚碳酸脂膜，另一种是多孔阳极氧化铝膜，两者相比， 氧化铝模板具有较好的化学稳定性、热稳定性和绝缘性，其余还有介孔沸石法、 多孔玻璃、多孔Si模板、MCM-41、金属、生物分子模板、碳纳米光模板等 聚碳酸脂膜（聚合物）模板法：聚碳酸脂膜模板是所有聚合物膜模板中使用最广 的一种，C.Schonenoberge等以不同规格不同厂家的聚碳酸酯过滤膜为模板，用 电化学沉积的方法成功涤制备出了不同直径的 Ni、Co、Cu和Au纳米线。

多孔氧化铝模板：采用该方法时，多孔氧化铝模板只是作为模具使用，纳米材料 仍需要常规的化学反应来制备，如电化学沉积、化学镀、溶胶 -凝胶沉积、化学

气相沉积等方法。多孔阳极氧化铝模板（ AAO: porous anodic aluminum oxide） 是典型的自组织生长的纳米结构的多孔材料， 微孔直径大约在10~500nm之间，

密度为二丄1「「个/諾之间，阳极氧化法制备的有序多孔氧化铝模板的孔径大 小一致，排列有序，呈均匀分布的六方密排柱状。 通常孔径在20〜250nm范围内， 孔间距在5〜500nm范围内。目前大部分究主要局限在以草酸为电解液的中孔径 模板的制备和研究中。这是由于在草酸电解液中制得的模板较厚、 孔径均一、大

小适中。膜厚可达100卩m以上。

当然模板法中这些只是作为模具使用，具体的纳米材料仍需要一些其它的方 法来得到，常用的有电化学沉积、化学气相沉积法 （CVD）化学聚合、溶胶-凝胶 沉积等

电化学沉积：电沉积方法主要分为三步，1、阳极氧化铝模板的制备及孔径的调 节；2、对氧化铝模板及阻挡层的径蚀，释放出有序的纳米线阵列，再经后续处 理得到所需的纳米材料，开发出各种纳米器件。电沉积法只能制备导电材料纳米 线，如金属、合金、半导体、导电高分子等。

《纳米材料导论》作业

1、 什么是纳米材料？怎样对纳米材料进行分类？

答：任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料称作纳米材料。它包括体积分数近似相等的两部分：一是直径为几或几十纳米的粒子，二是粒子间的界面。纳米材料通常按照维度进行分类。原子团簇、纳米微粒等为0维纳米材料。纳米线为1维纳米材料，纳米薄膜为2维纳米材料，纳米块体为3维纳米材料，及由他们组成的纳米复合材料。按照形态还可以分为粉体材料、晶体材料、薄膜材料。

2、 纳米材料有哪些基本的效应？试举例说明。

答：纳米材料的基本效应有：一、尺寸效应，纳米微粒的尺寸相当或小于光波波长、传导电子的德布罗意波长、超导态的相干长度或投射深度等特征尺寸时，周期性的边界条件将被破坏，声、光、电、磁、热力学等特征性即呈现新的小尺寸效应。出现光吸收显著增加并产生吸收峰的等离子共振频移；磁有序态转为无序态；超导相转变为正常相；声子谱发生改变等。例如，纳米微粒的熔点远低于块状金属；纳米强磁性颗粒尺寸为单畴临界尺寸时，具有很高的矫顽力；库仑阻塞效应等。二、量子效应，当能级间距δ大于热能、磁能、静磁能、静电能、光子能量或超导态的凝聚能时，必须考虑量子效应，随着金属微粒尺寸的减小，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象 和半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据分子轨道，能隙变宽的现象均称为量子效应。例如，颗粒的磁化率、比热容与所含电子的奇、偶有关，相应会产生光谱线的频移，介电常数变化等。三、界面效应，纳米材料由于表面原子数增多，晶界上的原子占有相当高的比例，而表面原子配位数不足和高的表面自由能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，从而具有很高的化学活性。引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化；纳米微粒表面原子运输和构型的变化。四、体积效应，由于纳米粒子体积很小，包含原子数很少，许多现象不能用有无限个原子的块状物质的性质加以说明，即称体积效应。久保理论对此做了些解释。

碳化硅纳米线的制备与性能研究进展

×××

××××××××××学校 西安 邮编×××

摘要： SiC半导体材料的禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、饱和漂移速度高等特点使其在高频、高温、高功率、抗辐射等方面有良好的性能，被认为是新一代微电子器件和集成电路的半导体材，因此研究SiC纳米线材料具有重要意义。

Summary: SiC semiconductor materials with the big breakdown electric

field width, high, thermal conductivity, saturated drifting velocity higher

characteristic in the high frequency and high temperature, high power,

resist radiation and good performance, and is considered to be a new

generation of microelectronics devices and integrated circuit of the

semiconductor material, so the study of SiC nanowires material to have

the important meaning.

关键词：纳米线,SiC,场效应晶体管,薄膜晶体管,光催化降解

Key words: Nanowires, SiC, field effect transistor, thin film transistor,

photocatalytic degradation

.1 纳米材料的性能

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1—100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料具有量子尺寸效应、小体积效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，这使得纳米体系的光、电、磁、热等物理性质与常规块体材料不同，出现许多新奇的

第1页，共12页 文献检索课程作业

班级：07030141 姓名：张瑞琦 学号：21

课题：各种碳纳米材料的带隙

一.课题分析

检索课题：各种碳纳米材料的带隙（the band gap of Various carbon nano-particle）

碳纳米管按照石墨烯片的层数分类可分为：单壁碳纳米管（Single-walled nanotubes, SWNTs）和多壁碳纳米管（Multi-walled nanotubes, MWNTs），碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。电子在周期势场中传播时，由于电子波受到周期势场的布拉格散射，会形成能带结构，带与带之间可能存在带隙。电子的能量如果落入在带隙中，传播是禁止的。其实，不管任何波，只要受到周期性调制，都有能带结构，也都有可能出现带隙。能量落在带隙中的波是不能传播的。电磁渡或者光波也不例外。1987年Yabnolovitch在讨论如何抑制自发辐射时提出了光子晶体这一新概念⋯。几乎同时。John在讨论光子局域时也独立提出了这一概念心l。如果将不同介电常数的介电材料周期排歹fJ，电磁波在其中传播时由于布拉格散射，电磁波会受到调制而形成能带结构，这种葩带结构叫做光子能带。光子能带之间可能出现带隙，即光子带隙，具有光子带隙的周期性介电结构就是光子晶体。

检索式：keywords:碳纳米管*带隙

学科:材料加工

年限:1999年-2009年

文献类型:期刊，论文，网页

二、选择检索工具：

1. CNKI知识资源网站

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3. 维普数据库

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三、 记录检索过程及检索结果：

(一)信息资源系统名称：CNKI知识资源网站

数据库名称：中国期刊全文数据库

第一篇：

【中文篇名】： 纳米碳管的能带结构特征

【作者中文名】：曹觉先; 颜晓红; 丁建文; 王登龙; 陆地;