納米材料制備與表征（理論與技術）

目錄
前言
第1章 納米材料及其性能 1
1.1 納米材料的維度 1
1.1.1 零維納米材料 2
1.1.2 一維納米材料 3
1.1.3 二維納米材料 4
1.2 納米材料的基本效應 6
1.2.1 量子尺寸效應 6
1.2.2 表面效應 7
1.2.3 量子隧道效應 8
1.2.4 量子限域效應 9
1.3 納米材料的基本性能 10
1.3.1 電學性質 10
1.3.2 光學性質 12
1.3.3 熱學性質 15
1.3.4 力學性質 17
1.3.5 磁學性質 18
1.4 納米材料的主要應用 19
1.4.1 光催化領域 19
1.4.2 光學領域 21
1.4.3 新能源領域 22
1.4.4 納米磁性材料 25
1.4.5 超大規(guī)模集成電路 27
思考題 31
參考文獻 31
第2章 納米材料合成與制備 33
2.1 液相法合成與制備 33
2.1.1 形核與晶體生長 33
2.1.2 沉淀法 39
2.1.3 水熱法與溶劑熱法 41
2.1.4 溶膠-凝膠法 45
2.2 氣相法合成與制備 49
2.2.1 蒸發(fā)凝聚法 49
2.2.2 化學氣相沉積法 50
2.2.3 離子濺射法 52
2.3 固相法合成與制備 54
2.3.1 球磨法 54
2.3.2 噴氣式超細粉碎法 57
2.3.3 固相反應法 58
2.3.4 固相燒結法 60
2.4 微納加工與制備工藝 62
2.4.1 光學曝光技術 62
2.4.2 激光刻蝕技術 71
2.4.3 電子束刻蝕技術 74
2.4.4 聚焦離子束加工技術 79
思考題 84
參考文獻 85
第3章 納米材料表征方法 88
3.1 結構表征 88
3.1.1 X 射線衍射 88
3.1.2 掃描電子顯微鏡 93
3.1.3 透射電子顯微鏡 97
3.1.4 原子力顯微鏡 105
3.2 元素表征 109
3.2.1 X 射線光電子能譜 109
3.2.2 X 射線能量色散譜 114
3.3 光譜表征 119
3.3.1 紫外-可見光譜 119
3.3.2 紅外光譜 123
3.3.3 拉曼光譜 131
思考題 138
參考文獻 138
第4章 納米材料制備實驗 140
實驗1 水熱法制備TiO2 納米材料 140
實驗2 溶劑熱法制備CdS 納米材料 145
實驗3 溶膠-凝膠法制備TiO2 納米材料 148
實驗4 靜電紡絲法制備TiO2 納米材料 152
實驗5 電化學沉積法制備ZnO 納米陣列薄膜 156
實驗6 化學氣相沉積法制備ZnO 納米線 160
實驗7 直流濺射法制備金屬薄膜 163
實驗8 高能球磨法制備Bi2Te3 納米材料 168
實驗9 聚合物電致發(fā)光器件的制備及性能表征 175
第5章 納米材料表征實驗 181
實驗1 X 射線粉末衍射實驗 181
實驗2 掃描電子顯微鏡實驗 188
實驗3 選區(qū)電子衍射實驗 194
實驗4 表面增強拉曼散射實驗 198
實驗5 納米材料比表面積的測定 205
實驗6 原子力顯微鏡表征實驗 212
實驗7 光電催化表征實驗 222
實驗8 紫外-可見分光光度計實驗 229
實驗9 接觸角表征實驗 236
第6章 綜合設計類實驗 242
實驗1 利用靜電紡絲技術制備TiO2 納米線及其結構相變、光催化性能的研究 242
實驗2 表面增強拉曼基因傳感芯片的制備及性能研究 254
實驗3 ZnO 納米管陣列的制備及其光電化學性能研究 263
實驗4 TiO2/ZnO 異質結構納米線陣列的制備及其光電性能研究 270
實驗5 TiO2/Cu2O 核殼結構納米線陣列的制備及光催化分解水制氫研究 278
實驗6 稀土上轉換發(fā)光納米材料的制備及發(fā)光性能研究 289
實驗7 基于再沉淀-包覆法制備納米光敏劑及光動力性能的研究 300
實驗8 硅PN 結光電探測器的制備及光電性能測試 307
實驗9 鋰離子電池的制備與電學性能測試 317
實驗10 染料敏化太陽能電池的制備與性能測試 326
附錄 常用儀器的使用方法及注意事項 335