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一维纳米结构(如纳米线、纳米棒、纳米管和纳米带等)的制备及其物理特征的研究是当今学术界的热点课题之一,其中对于一维纳米结构制备方法的探索及创新更是受到越来越多的关注。采用真空热蒸发方法,卢晨曦等人在液相基底(硅油)表面成功制备了锌纳米棒,利用扫描电子显微镜及透射电子显微镜研究了其微观结构,其结果表明:硅油表面锌晶体的优先生长方向为[0001]方向,从而生长成棒状结构;对众多锌纳米棒的宽度和长度进行统计分析后发现它们均服从对数正态分布。在各向同性的基底(硅油)表面,锌晶体的定向生长显然不符合传统的所谓的“二阶段生长模型”。我们的研究工作主要聚焦在此类锌晶体的生长机理:(1)锌晶体的晶格排列属于六方密排结构,各晶面方向的生长速率不同。有研究结果认为其存在优先生长方向,如[0001]和[0110]等,即c轴和a轴方向。我们对此进行了较为系统的研究。(2)在固相基底上,由于沉积锌原子与基底作用力较大,扩散系数较小,此类优先生长现象很难明显凸现,锌原子将通过扩散形成以六角片状结构为主的晶体。而在液相基底表面,情况则有所不同,沉积原子与基底之间相互作用力较小,甚至可认为是处于近自由支撑的状态,扩散系数较大,锌晶体的优先生长方向得以显现,从而使其在液体表面沿c轴或a轴方向定向生长成纳米棒或纳米线。(3)由于沿c轴生长单位长度所需原子数目恒定,而沿a轴生长有六个等价方向,单位长度所需原子数目将成比例增加。因此根据质量守恒和表面能最低原理,在沉积原子数恒定情况下,考虑到在近自由支撑液相基底表面锌原子具有较大的扩散系数,生成一维棒状结构理应是优先选择。本文各章节的主要内容安排如下:第一章:综述了一维纳米结构的研究现状,包括对制备方法和物理性质及其应用前景的介绍;对固相基底和液相基底表面纳米团簇的生长规律进行了分析与对比;介绍了在液相基底表面制备的锌纳米晶体,并对相关实验仪器及原理作了简单介绍。第二章:对晶体生长形态、生长方式及优先生长方向的相关理论和实验研究作了系统阐述。第三章:综合考虑硅油基底表面的各向同性特征、近自由支撑属性、沉积原子与硅油基底分子的相互作用、沉积原子在硅油表面的扩散系数、晶体的优先生长方向等因素,较为系统地研究了一维纳米锌晶体的生长机理,得出主要结论。第四章:在对本文总结的基础上,对下一步研究工作进行了展望。