• Complex
  • Title
  • Author
  • Keyword
  • Abstract
  • Scholars
Search

西安交大发现可大幅调控微纳尺度氧化锌形貌与性能的新方法

访问次数:476次
    

  近日,西安交大微纳尺度材料行为研究中心研究人员借助先进的原位透射电子显微镜技术,对氧化锌(ZnO)纳米线的力学和电学性能进行了系统研究,结果发现通过微调生长条件并进而引入不同缺陷密度就可大幅调控微纳尺度ZnO的形貌与性能,该发现对ZnO纳米线在纳米发电机等新型纳米器件中的应用具有重要的指导意义。上述研究成果近日在线发表在材料领域顶级期刊《纳米快报》上(Nano Letters,DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02852)。

因其优异的物理化学性能,良好的生物相容性,易于制备等特点,ZnO纳米结构在世界范围内受到人们的广泛关注,研究发现它们在电子、传感、发光、发电、生物医学等领域都有着非常广阔的应用前景。尽管ZnO纳米结构的合成以及总体性能的测试发展很快,但不同研究团队所得到材料的性能差异很大,分析表明这些差异很可能来源于材料合成条件的不同。但文献调研表明,很少有研究关注ZnO纳米线的生长条件与这些性能的关系。针对上述问题,微纳中心的博士生王晓光在导师单智伟的指导下,经过四年多的潜心研究,发现通过微调纳米线的生长条件,可以获得横截面分别为圆形和六边形的纳米线。运用先进的原位透射电子显微镜测试技术,他们进一步发现随着纳米线直径的减小,两种横截面纳米线的杨氏模量和电阻率均增大,而压阻系数均减小,即二者均具有明显的尺寸效应。非常有意思的是,他们还发现当两种横截面纳米线等效直径相近时,六边形横截面的ZnO纳米线具有更高的杨氏模量和相对较低的压阻系数。基于上述实验事实,并结合已有的相关文献报道,作者们提出所观察到的横截面效应的根本原因在于ZnO纳米线中的缺陷密度对生长条件很敏感。该工作为缺陷敏感纳米器件性能的调控提供了一种新思路,尤其是对ZnO纳米线在压电器件和传感器等方面的应用提供了一种有效可行的性能调控方法。


该工作是由微纳中心的博士生王晓光,在导师单智伟教授悉心指导下完成的,参与该项工作的还有微纳中心的陈凯副教授、博士生张永强、硕士生万景春、李巨教授、马恩教授以及美国Hysitron公司的Oden Warren博士和Jason Oh博士。该研究得到了国家自然科学基金、国家973计划项目、国家外专局/教育部首批学科创新引智(111)计划项目以及国家青年千人计划项目的共同资助。

文章链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b02852 

2015-11-26
FAQ| About| Online/Total:3152/55126735
Address:XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY LIBRARY(No.28, Xianning West Road, Xi'an, Shaanxi Post Code:710049) Contact Us:029-82667865
Copyright:XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY LIBRARY Technical Support:Beijing Aegean Software Co., Ltd.