AFM研究ZnO納米材料.pdf

1、納米材料性質(zhì)的研究以及納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，對于未來如何構(gòu)造納米器件有重要的現(xiàn)實意義。而納米材料之間的作用以及納米材料和體材料之間的作用，是研究納米材料的自組裝過程以及如何構(gòu)造納米結(jié)構(gòu)的基礎問題。 本文以原子力顯微鏡(AFM)為核心工具，以氧化鋅(ZnO)納米材料為主要研究對象，對AFM操縱ZnO納米線，ZnO量子點在石墨原子臺階處的自組裝，以及將ZnO納米線組裝到AFM針尖上作為用于成像進行了研究，涉及到ZnO納米線的生長機理和形態(tài)

2、、光致發(fā)光、力學性質(zhì)及其應用等方面。主要工作包括： 一、通過AFM納米操縱技術，實現(xiàn)了云母襯底上對ZnO納米線和CdS量子點的可控操縱，研究了ZnO納米線的力學性質(zhì)。采用VLS方法合成了ZnO納米線，直徑在30～150nm，并討論了其生長機理與光致發(fā)光特性，熒光光譜顯示其發(fā)射峰波長380nm和500nm，與文獻報道符合；對納米材料進行納米尺度的精確的操縱和裁剪，表明ZnO納米線和CdS量子點可以作為構(gòu)造納米結(jié)構(gòu)的積木塊，并通過定

3、性計算得出切割一根直徑45nm的ZnO納米線所需要施加的壓力約為84nN；研究了探針的彈性系數(shù)對納米操縱的影響，發(fā)現(xiàn)彈性系數(shù)較小的探針不適合用于操縱。 二、探索了ZnO量子點在石墨原子臺階處的自組裝。通過對ZnO納米線在乙醇中進行超聲的方法得到了ZnO量子點；利用AFM觀察高定向石墨(HOPG)表面的ZnO量子點，統(tǒng)計了ZnO量子點的直徑，得到其平均直徑為21nm；發(fā)現(xiàn)了ZnO量子點在石墨原子臺階的作用下的自組裝現(xiàn)象，形成原子臺

4、階—量子點結(jié)構(gòu)。提出此現(xiàn)象的原因為：在溶劑揮發(fā)過程中，ZnO量子點不斷運動，當與HOPG的原子臺階相接觸時，ZnO量子點表面的懸掛鍵與石墨臺階處C原子形成共價結(jié)合鍵，從而發(fā)生了這種現(xiàn)象。 三、對ZnO納米線的應用進行了嘗試——首次實現(xiàn)了在AFM針尖上組裝ZnO納米線，并利用ZnO納米線作為AFM針尖進行成像。采用化學鍍的方法在針尖鍍層上沉積金作為催化劑；通過VLS方法將ZnO納米線組裝到AFM針尖上；研究了催化劑劑量對在針尖上組