研究目的
研究用于难熔等离子体应用的纳米颗粒和薄膜的合成与性能,重点关注氮化钛(TiN),以克服银和金等更常见等离子体材料在温度稳定性方面的局限性。
研究成果
该研究提出了一种通过连续流非热等离子体合成方法稳定氮化钛纳米晶体光学特性的策略。添加氧氮化硅壳层可抑制TiN核在暴露于空气及热氧化实验中的氧化,从而提升材料的等离激元响应性能。这些颗??勺魑菇椋糜谥票妇哂星坎ǔひ览敌苑瓷渎?、且在高达900°C温度下仍保持稳定的薄膜。
研究不足
该研究聚焦于氮化钛纳米晶体光学特性的稳定化及其在薄膜中的应用。局限性在于氮化钛易受氧化影响,这会降低载流子密度并削弱材料的等离激元响应,尤其在纳米颗粒等低维、高比表面积结构中更为显著。
1:实验设计与方法选择:
该合成过程采用两级非热等离子体反应器,用于TiN纳米晶体的合成与即时钝化。第一阶段实现TiN纳米颗粒的成核与生长,第二阶段为其包覆含硅?;た遣?。
2:样品选择与数据来源:
制备出独立式TiN基纳米颗粒,既可收集为自由粉末,也可沉积于基底形成薄膜。
3:实验设备与材料清单:
装置包含两台电容耦合非热等离子体反应器,由两套独立13.56 MHz射频电源供电。使用材料包括氩气、四氯化钛、氨气及氩-硅烷混合气体。
4:56 MHz射频电源供电。使用材料包括氩气、四氯化钛、氨气及氩-硅烷混合气体。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:TiN纳米颗粒在氩气、四氯化钛和氨气的混合气体中合成,随后气溶胶被引入二级等离子体反应器进行硅基壳层包覆。
5:数据分析方法:
通过高分辨扫描透射电镜、X射线光电子能谱及紫外-可见-近红外分光光度计进行结构与化学表征,采用时域有限差分模拟评估材料氧化对局域表面等离子体共振的影响。
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