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气液快速爆轰法合成核壳结构石墨包覆二氧化钛纳米颗粒
摘要: 我们在此展示了一种简单、快速的核壳结构石墨包覆二氧化钛纳米颗粒(TiO2@G)可控合成方法,该方法通过甲烷(CH4)、氧气(O2)、苯(C6H6)和四氯化钛(TiCl4)的气液混合物在毫秒级时间内发生爆轰化学分解直接制备而成。采用XPS、TEM、XRD和拉曼等多种技术对产物进行了表征。研究发现,粒径为10-30纳米的球形、分散性良好的混合晶型二氧化钛纳米颗粒被厚石墨层包覆?;谠蠖辔?诺伊曼-多林(ZND)模型,探讨了该核壳结构TiO2@G的爆轰合成机理。这种快速合成方法可推广至其他核壳材料的制备。
关键词: 气液爆轰,石墨包覆二氧化钛,核壳结构,复合材料,形成机制
更新于2025-11-14 17:04:02
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零价金属基底衍生的金属有机框架:形成机制与性能调控
摘要: 以不溶于溶剂的固体基底为模板进行金属-有机框架(MOFs)的复制构建具有重要意义,该方法能够组装出具有传统溶液合成法难以获得的特性的二维和三维宏观及介观结构。本研究报道了一种通过绿色水热氧化-MOF构建化学过程,直接从零价金属基底原位构建MOFs的方法,无需使用任何额外金属源、化学试剂或溶剂酸化处理,并阐明了MOFs的零价金属衍生形成机制及其向一维纳米纤维(NFs)、二维薄膜和三维核壳微结构的结构调控。通过调节表面氧化溶解与MOF结晶动力学的竞争关系,获得了具有独特形貌且性能显著优于传统MIL-53(Al)粉末的Al@MIL-53核壳微结构和MIL-53(Al)纳米纤维。通过在铝、铜和锌金属网表面构建MIL-53(Al)、HKUST-1和ZIF-7多晶薄膜,证明了零价金属模板法合成MOFs的普适性,凸显了这种可轻松加工成各种形状、结构和组分的固体金属基底方法的重要意义。
关键词: 金属有机框架纳米纤维、形成机制、核壳结构、模板合成、金属有机框架
更新于2025-09-23 15:22:29
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高能电弧等离子体合成纳米金刚石的表征与形成机制
摘要: 开发了一种利用直流电弧放电等离子体热源合成纳米金刚石颗粒的新制备策略。该制备过程以Ni/Si/石墨粗粉固体混合物为原料,同时采用H2/Ar气体混合物作为制备环境。这种成熟的电弧放电等离子体在低压气体和可接受能量条件下运行效果显著,有望成为大规模合成纳米金刚石颗粒的新工艺。初始形成的SiC团簇和Ni(C)颗粒固溶体分别作为金刚石的晶核和随冷却逐渐释放的原位碳源起关键作用。通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、拉曼光谱和X射线衍射(XRD)的结构表征证实了纳米金刚石颗粒的存在,其典型尺寸为5-20纳米且呈球形?;诙嗤贾?、原料组成以及实验条件下的形核/生长过程,详细讨论了这种电弧放电热源形成纳米金刚石颗粒的机理。
关键词: 形成机制、合成、纳米金刚石、直流电弧放电等离子体
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于松木的荧光碳量子点绿色制备及其在Fe3+检测中的应用
摘要: 碳量子点(CQDs)作为荧光纳米材料在多个领域具有新颖应用。本研究提出一种绿色水热碳化(HTC)法,以松木为原料制备碳量子点(P-CQDs)。该P-CQDs展现出优异的荧光特性,最佳激发波长为330 nm,对应发射波长为447 nm。紫外光下观察到蓝色发光,高分辨透射电镜(HR-TEM)图像显示其具有0.21 nm层间距的典型石墨烯结构。此外,研究提出了HTC过程中P-CQDs的形成机制:松木中纤维素、半纤维素和木质素的水解产物通过缩合、断链及成链反应,最终形成富含含氧基团的芳香族聚合物结构。荧光猝灭实验表明P-CQDs能选择性检测水相中的Fe3?,证实这类碳量子点在Fe3?检测领域具有广阔应用前景。更重要的是,该研究意味着实现碳量子点与Fe3?传感器的大规模低成本生产已成为可能。
关键词: 碳量子点、形成机制、荧光特性、铁离子传感器、松木
更新于2025-09-23 15:19:57
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β-Ga?O?单晶缺陷综述:其对器件性能的影响及形成机制
摘要: 作为宽禁带半导体(WBG),β-Ga2O3有望应用于功率电子器件和日盲紫外光电探测器。本综述总结了β-Ga2O3单晶中的缺陷,包括位错、空洞、孪晶和小尺寸缺陷,并探讨了它们对器件性能的影响。位错及其周边区域可能成为单晶肖特基二极管漏电流的通道,但并非所有空洞都会导致漏电流,目前尚无有力证据表明小尺寸缺陷会影响电学特性,掺杂杂质与漏电流也明确无关。最后分析了缺陷的形成机制:多数小尺寸缺陷由机械损伤诱发;螺位错源自亚晶界;刃位错位于略向(102)面倾斜的平面上,(101)面可能是滑移面;中空纳米管道、PNPs、NSGs及线状沟槽等空洞缺陷可能源于过量氧空位凝聚、微小气泡渗透或局部熔融回退;孪晶片层核化发生于晶体生长"肩部"初始阶段。这些研究结果有助于控制晶体缺陷产生并提升器件性能。
关键词: 形成机制、晶体缺陷、β-Ga2O3、器件性能
更新于2025-09-22 21:19:14
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溶液中三元Cu–Ge–S纳米结构的选择性形成
摘要: 溶液中三元Cu-Ge-S纳米结构的选择性形成。本文重点研究了三元铜锗硫化物(Cu-Ge-S),这类材料属于重要的混合金属硫属化合物——铜基多元硫化物(CMSs)。与CMS家族大多数成员类似,Cu-Ge-S化合物(尤其是其纳米结构形态)在能源相关应用中展现出巨大潜力,但目前关于纳米尺度Cu-Ge-S材料制备的研究极少。我们报道了一种简单的非注射法选择性合成Cu-Ge-S纳米材料。研究表明溶剂环境的变化可导致不同类型Cu-Ge-S纳米结构的形成(如从大尺寸多面体Cu8GeS6到小尺寸不规则形貌的Cu2GeS3)。通过对生长过程的研究,我们揭示了有趣的形核路径,这有助于深化对溶液中成分与结构多样的多元材料选择性形成机制的理解。
关键词: 选择性合成、溶剂环境、形成机制、Cu–Ge–S纳米结构、非注射法协议
更新于2025-09-24 02:34:19
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通过水-油界面合成法实现CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>PbBr<sub>3</sub>钙钛矿纳米晶体的可控生长
摘要: 由于超快的形成速率,目前对有机-无机铅卤钙钛矿纳米晶(LHP NCs)反应动力学的基本认识仍然有限。本研究开发了一种MAPbBr3 NCs(MA=CH3NH3+)的水-油界面合成方法,将反应时间延长至数十分钟。该方法通过延长反应时间,实现了原位监测MAPbBr3 NCs的形成过程,并能在单次反应中观察到从438到534纳米的连续光谱演变。该方法的实施依赖于降低PbBr64?八面体的形成速率和MA的扩散速率。PbBr64?的形成是决速步骤,而双相体系为控制MA的传质提供了有利的反应条件。我们详细研究了前驱体和配体的温度及浓度的影响。
关键词: CH3NH3PbBr3,钙钛矿纳米晶体,界面合成,动力学研究,形成机制
更新于2025-09-19 17:13:59
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揭示Cu?ZnGeSe?光伏吸收材料形成机制背后的细节
摘要: 在薄膜硫族化合物光伏研究领域,人们对包括CdTe、黄铜矿(Cu(In,Ga)(S,Se)?)和铜锌锡硫硒矿(Cu?ZnSn(S,Se)?)在内的不同吸光材料中阳离子与阴离子替代的研究兴趣日益增长。就铜锌锡硫硒矿而言,阳离子替代已被证实是解决或缓解该技术部分基础问题的关键因素。在多种替代方案中,用锗部分或完全替代锡是最具前景的选项之一——从微量替代到近乎完全替代均展现出优异效果。鉴于锗在铜锌锡硫硒矿中的重要性,本研究通过实施中断实验,采用基于元素叠层溅射后进行硒氛围反应退火的序贯工艺,对Cu?ZnGeSe?(CZGeSe)化合物的形成反应进行了全面分析。研究发现由于先期形成的共晶GeSe?液相(熔点高于212°C),该体系呈现罕见的固-液-气三相扩展生长机制。受此液相驱动,证实CZGeSe形成机制严格遵循特定序列:从较简单的分子(二元化合物)开始,逐步发展为三元化合物,最终通过Cu?GeSe?与ZnSe固相反应形成四元合金。采用该吸光材料制备的太阳能电池实现了文献报道的最佳转换效率水平,佐证了本研究的价值。最后探讨了调控这种特殊形成路径的可能策略。
关键词: 锗替代、光伏、Cu2ZnGeSe4、形成机制、薄膜、黄铜矿结构
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过液相脉冲激光烧蚀在铜基底上选择性制备少层石墨烯及其形成机制
摘要: 本文报道了通过液相脉冲激光烧蚀技术在铜基底上选择性制备少层石墨烯(FLG)及其形成机制。该方法无需其他前驱体材料,可在常压室温条件下直接于铜箔表面生长FLG,具有工艺简单可控的特点。实验获得了厚度为3-10层、横向尺寸连续达数百微米的少层石墨烯。通过拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜及原子力显微镜对FLG的形貌与结构进行了表征。基于激光-材料-基底三者的相互作用,提出了FLG的形成机制及等离子体碳物种的作用机理。本研究发现通过液相脉冲激光烧蚀技术可直接在铜基底沉积FLG,将为可控形貌少层石墨烯的绿色制备开辟新途径。
关键词: 形成机制、铜基底、形貌选择性制备、少层石墨烯、液相脉冲激光烧蚀
更新于2025-09-16 10:30:52
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2016年欧洲显微镜学大会:会议录 || 原位高分辨透射电镜观测揭示的结构转变
摘要: 随着原位透射电子显微镜(In-Situ TEM)技术的最新进展,它已成为理解材料结构-性能关系的关键手段。本研究证实,一维硅纳米线的形成机制始于界面处原子向硅晶格的侵入,且该形成过程通过界面原子侵入硅晶格而推进。我们还通过热力学分析探讨了一维硅纳米线的形成机制。研究发现,一维硅纳米线形成于界面三相点区域,其形成过程同样由界面原子侵入硅晶格推动。该形成机制也通过热力学分析进行了讨论。
关键词: 形成机制、原子侵入、原位透射电镜、热力学分析、一维硅纳米线
更新于2025-09-11 14:15:04