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通过模板法实现自组装有序三相Au-BaTiO?-ZnO垂直排列纳米复合材料
摘要: 复杂多相纳米复合材料的设计为开发下一代集成光子与电子器件提供了巨大机遇。本研究展示了一种独特的三相纳米结构——结合铁电材料BaTiO3、宽带隙半导体ZnO和等离子体金属Au以实现多功能特性。通过创新的两步模板生长法,成功制备出具有独特"纳米人"形态的高度有序Au-BaTiO3-ZnO纳米复合材料(即自组装的ZnO纳米柱和Au纳米柱嵌于BaTiO3基体中),这与随机分布Au纳米颗粒和ZnO纳米柱的传统三相无序结构截然不同。这种有序的三相"纳米人"结构展现出独特功能:相比其他无序结构,其高度各向异性的纳米结构能在可见光及近红外波段产生显著的双曲色散效应。该自组装有序三相纳米复合材料是通过气-液-固(VLS)生长机制与两相外延生长机制协同实现的。这项研究为多相结构的设计、生长及应用开辟了新途径,并为精准调控纳米尺度电子-光-物质相互作用提供了复杂纳米复合体系有序化的新方法。
关键词: 垂直排列的纳米复合材料、等离子体学、外延薄膜、超材料、三相纳米复合材料、自组装
更新于2025-10-22 19:40:53
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垂直排列的Ag<sub>x</sub>Au<sub>1–x</sub>合金纳米柱嵌入ZnO中作为纳米工程低损耗混合等离子体超材料
摘要: 混合等离子体超材料为实现包括亚衍射成像和等离子体能量收集在内的奇异特性及具有技术重要性的应用提供了途径。但实际应用仍面临挑战,如贵金属的高吸收损耗以及繁琐的生长/制备工艺。本研究成功生长出由嵌入氧化锌基体的各向异性AgxAu1-x合金纳米柱组成的自组装混合等离子体超材料,测定该纳米合金的化学成分为Ag61Au39。我们研究了ZnO-Ag61Au39合金混合体系产生的微观结构与光学特性,并与ZnO-Ag颗粒镶嵌纳米复合材料及ZnO-Au垂直排列纳米复合材料进行对比。ZnO-Ag61Au39混合体系展现出各向异性形貌、优异的外延质量以及增强的光学特性(包括表面等离子体共振、双曲色散、低吸收损耗和多个介电常数近零点),使其成为混合等离子体超材料实际应用的理想候选材料。
关键词: 氧化物-金属杂化材料、等离子体学、纳米合金、超材料、垂直排列的纳米复合材料
更新于2025-09-23 15:19:57