脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)制備亞穩(wěn)納米相研究.pdf

1、脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)，由于其自身的瞬時高溫高壓等特點(diǎn)，在納米材料特別是亞穩(wěn)相納米材料的制各上體現(xiàn)出了尋常熱力學(xué)平衡方法所不具備的優(yōu)越性。本文利用脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)合成了不同金屬的亞穩(wěn)納米材料，分析了這類亞穩(wěn)納米材料的形成機(jī)理，并且針對性地研究了相應(yīng)的物理性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)和理論分析的結(jié)果表明：脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)，為亞穩(wěn)納米材料的合成提供了非常有利的條件，促進(jìn)了各類亞穩(wěn)納米形貌相、結(jié)構(gòu)相的生成。由于納米尺寸效應(yīng)，亞穩(wěn)納米材料能夠在

2、常溫常壓下存在，同時也表現(xiàn)出了不同于穩(wěn)態(tài)納米材料和體材料的新特性。我們相信，脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)制備亞穩(wěn)納米相的研究，將有利于研究物質(zhì)的不同相在納米尺度下所表現(xiàn)出的熱力學(xué)特征以及它們之間的相互轉(zhuǎn)變，有利于研究納米尺寸效應(yīng)對亞穩(wěn)納米材料穩(wěn)定性和物理性能的影響，有利于從實(shí)驗(yàn)角度研究液相脈沖激光燒蝕過程中的物理機(jī)制，有利于進(jìn)一步探索亞穩(wěn)納米材料在光電子器件開發(fā)中的潛力。 論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)： 脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)制備亞穩(wěn)

3、納米形貌相首次利用脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)，在去離子水中，完全不添加其它化學(xué)試劑，合成了尺寸和形貌分布非常均勻的梭子形CuO納米粒子。這是在目前已報道的利用脈沖激光合成亞穩(wěn)納米形貌相的實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)物均勻性最好的結(jié)果。同時，在梭子形CuO納米粒子的吸收光譜中，探測到258nm附近出現(xiàn)一個未報道過的吸收峰值，經(jīng)過第一性原理和經(jīng)典電磁模擬的計(jì)算分析，我們認(rèn)為梭子形CuO納米粒子特殊的形貌和尺寸引起的相位延遲效應(yīng)是吸收光譜出現(xiàn)新吸收峰值的主要原因

4、。脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)制備亞穩(wěn)納米結(jié)構(gòu)相首次在常溫常壓下，利用脈沖激光誘導(dǎo)固液界面反應(yīng)合成了雙層六角密堆結(jié)構(gòu)(β相)的Fe納米粒子。Fe的這一結(jié)構(gòu)過去只在高壓系統(tǒng)的同步X射線衍射測試中原位觀測得到，并且實(shí)驗(yàn)證明，該結(jié)構(gòu)只能存在于35-40 GPa的高壓環(huán)境中。在本文中，電子顯微鏡和X射線衍射等實(shí)驗(yàn)手段的用于測試所得樣品并且證明了該結(jié)構(gòu)的Fe納米粒子能夠長時間存在于常溫常壓的環(huán)境中。我們認(rèn)為，脈沖激光燒蝕過程中的高溫高壓環(huán)境為β相Fe