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纳米颗粒生长过程中的应变场研究

作　者: 张求龙
导　师: 袁彩雷
学　校: 江西师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纳米颗粒有限元法应变场分布脉冲激光沉积技术核壳结构
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

由于拥有与常规块体材料不同，甚至相反的物理特性，纳米材料受到人们的高度关注，特别是近几年，核壳结构的复合纳米材料由于其独特而多样的物理与化学性质而越来越受到人们的关注。埋嵌型的纳米材料在高密度磁存储材料、光电子器件等方面应用非常广泛。但是，对埋嵌型的纳米材料的结构和性质形成机理，尚未有较为系统的研究。近期，人们发现，对于埋嵌在介电材料中的纳米颗粒，在其生长过程中总是不可避免的伴随着应变场的产生，而这种应变场的分布情况会对纳米颗粒的物理性能产生重要的影响。本文利用脉冲激光沉积技术和快速退火，成功地制备了埋嵌在非晶介电母体材料中的Ni纳米颗粒、核壳结构的Ni/NiO纳米颗粒和核壳结构的Ge/GeO₂纳米颗粒以及埋嵌在超薄非晶母体材料中的Ni纳米颗粒，并利用高分辨透射电子显微镜对这些样品的微观结构进行观察，最后我们通过有限元法系统地模拟了这些样品在生长过程中的应变场分布。研究发现，纳米颗粒在生长过程中所受到的应变作用对纳米颗粒的微观结构和形貌有很大影响。我们可以通过调节纳米颗粒生长过程中的应变场来实现对纳米颗粒界面态的调控，从而进一步优化纳米颗粒的物理性能。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
引言  7-9
第一章介绍  9-27
  1.1 纳米材料及其特性  9-11
  1.2 纳米材料的制备方法  11-13
    1.2.1 物理型制备方法  11-12
    1.2.2 化学型制备方法  12-13
  1.3 纳米材料的结构表征手段  13-14
  1.4 纳米复合材料  14-15
  1.5 核壳结构纳米复合材料  15-18
  参考文献  18-27
第二章埋嵌型纳米颗粒的制备方法及表征手段  27-34
  2.1 脉冲激光沉积技术（PLD）  27-30
  2.2 透射电子显微镜  30-33
  参考文献  33-34
第三章埋嵌型纳米颗粒在生长过程中的应变场模拟  34-45
  3.1 埋嵌型纳米颗粒在生长过程中受到应变的原因  34-35
  3.2 用有限元法模拟埋嵌型纳米颗粒在生长过程中受到的应变  35-41
    3.2.1 有限元法  35
    3.2.2 模拟过程中的基本假设  35-36
    3.2.3 建模及数据提取过程  36-41
  参考文献  41-45
第四章单个纳米颗粒在生长过程中的应变场研究  45-54
  4.1 埋嵌在非晶 Al_2O_3母体材料中的 Ni 纳米颗粒  45-49
  4.2 埋嵌在超薄非晶 Al_2O_3薄膜中的 Ni 纳米颗粒  49-53
  本章小结  53-54
第五章核壳结构的纳米颗粒在生长过程中的应变场研究  54-62
  5.1 埋嵌在非晶 Al_2O_3母体材料中的核壳结构的 Ni/NiO 纳米颗粒  54-57
  5.2 埋嵌在非晶 Al_2O_3母体材料中的 Ge/GeO2核壳结构的纳米颗粒  57-61
  本章小结  61-62
总结与展望  62-64
致谢  64-65
在读期间公开发表论文情况  65

纳米颗粒生长过程中的应变场研究

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