銅納米線因其優(yōu)異的導電、導熱和延展性,且銅源價格低廉、儲量豐富,在柔性透明電極和電子器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。隨著研究深入,人們發(fā)現(xiàn)不同形貌的銅納米結(jié)構(gòu)具有類似于貴金屬納米結(jié)構(gòu)的光學和催化特性。本文圍繞銅納米棒、納米長方體和納米多面體的制備方法及其光學特性開展研究,并借助第一性計算原理對其生長機理進行了探索。論文的具體研究內(nèi)容和研究成果如下:1.金納米雙錐誘導銅納米棒的合成。研究了實驗參數(shù)對銅納米棒生長的影響,發(fā)現(xiàn)改變種子量和前驅(qū)銅鹽的濃度,可以有效調(diào)節(jié)產(chǎn)物的形貌和尺寸。結(jié)合計算與表征結(jié)果,分析了銅納米棒的生長機制:(1)銅原子與種子棱上的金原子結(jié)合能較低,因此優(yōu)先沉積在種子的側(cè)面;(2)由于存在遷移現(xiàn)象,在前驅(qū)銅鹽濃度較低的條件下,沉積在一端的銅原子會遷移到另一端,導致銅納米棒沿著金納米雙錐的一端生長;而在濃度較高的條件下,沉積的銅原子只有一部分遷移到另一端,其余的銅原子就會在這一端產(chǎn)生活性位點,導致銅納米棒沿著金納米雙錐的兩端生長。2.金納米棒誘導銅納米長方體的合成。研究了種子量對銅納米長方體生長的影響,通過改變種子量,制備不同尺寸的銅納米長方體。結(jié)合電鏡結(jié)果,分析了銅納米長方體的生長過程:(1)銅原子在金納米棒側(cè)面沉積的速率較快,在端面沉積的速率較慢;(2)由于晶格失配的影響,銅原子在納米棒側(cè)面沉積形成呈島狀分布;(3)在表面活性劑的作用下,隨著銅原子的沉積,橢球形的銅納米結(jié)構(gòu)逐漸形成直角銅納米長方體。3.金納米球誘導銅納米多面體的合成。研究了溫度對銅納米多面體生長的影響,對比自成核形成的銅納米結(jié)構(gòu),探索了銅納米多面體的生長機制。結(jié)果表明:(1)在加入種子的條件下,銅原子優(yōu)先沉積在種子表面;(2)晶面間的能量勢壘會阻礙銅原子在種子表面的擴散,形成不規(guī)則的銅納米多面體。隨著溫度的升高,擴散速率增大,形成規(guī)則的銅納米立方體;結(jié)合時域有限差分法(FDTD)模擬銅納米棒和納米長方體的消光光譜,對實驗中銅納米結(jié)構(gòu)的光學特性進行了分析。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1;O614.121
【部分圖文】：

來直接控制所要制備的納米結(jié)構(gòu)的的大們利用琥珀磺酸二辛鈉（dioctyl sodium s的形貌的可控調(diào)節(jié)[46]。體性質(zhì)有很多相似之處，可以將金銀的一銅納米結(jié)構(gòu)的研究探索當中。一般情況下體種子各向同性生長可以實現(xiàn)一維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和控制種子的生長模式方面是有法和金銀納米結(jié)構(gòu)的制備方法相比還是有性溶液中制備，但是銅納米結(jié)構(gòu)由于本身異性生長的一維金納米結(jié)構(gòu)中引入雜質(zhì)性地鈍化晶體特定的晶面，盡管生長機制納米結(jié)構(gòu)大小的作用[49-50]。米結(jié)構(gòu)

板就可以通過煅燒或者溶解的方式去除，留下來作為產(chǎn)物中的組分[57-58]。這種模板較復雜的納米結(jié)構(gòu)的制備[59]。但是最大的性和結(jié)晶度的控制需要精確調(diào)控試驗參數(shù)納米結(jié)構(gòu)在模板的通道或者孔洞中沉積金屬原子是的生長需要在模板電極的一側(cè)包裹一層導電利用這些孔洞的直徑和長度來限制納米結(jié)模板是將鋁板在酸性溶液中經(jīng)過陽極氧化的參數(shù)可以改變孔洞的大小和密度，在實每平方厘米的孔洞的數(shù)量可以達到 1011個[6出直徑為 60 nm 和長度為 30 μm 的銅納米 長度是 300 nm 的銅納米棒[65]，但是其表面

銅納米棒的長度可以通過改變加入到反應(yīng)溶液中的種子量進行調(diào)節(jié)。圖 2.6為在加入前驅(qū)銅鹽量相同的條件下，調(diào)節(jié)金納米雙錐種子量所制備的銅納米棒結(jié)構(gòu)的 TEM圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)隨著種子量的變化，銅納米棒的長度發(fā)生明顯的改變。當加入 16 mL種子時，由于種子量較多，銅原子沉積到種子表面的數(shù)量相對較少，只能在金納米雙錐的表面形成 10 nm 左右的外延層；當將種子量減少為 8 mL 時，由于種子量的減少，導致能夠沿著軸向沉積的銅原子數(shù)量增加，逐漸形成銅納米棒的結(jié)構(gòu)，直徑增加到 80 nm 左右，且長度明顯增加到 150 nm 左右。但是當種子量進一步減少的時候，銅納米棒的直徑?jīng)]有發(fā)生明顯的變化，但是長度增加到 250 nm 左右。同時由于種子量的減少，導致銅原子自成核的現(xiàn)象更加明顯，伴有大量的立方體和不規(guī)則的多面體出現(xiàn)。2.3.5 前驅(qū)銅鹽的量對銅納米棒生長的影響圖 2.6 在反應(yīng)過程中加入不同種子量的產(chǎn)物的 TEM 圖（a）16 mL，（b） 8 mL，（c）4 mL（a） （b） （c）

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本文編號：2824374