銅納米線因其優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性,且銅源價(jià)格低廉、儲(chǔ)量豐富,在柔性透明電極和電子器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。隨著研究深入,人們發(fā)現(xiàn)不同形貌的銅納米結(jié)構(gòu)具有類似于貴金屬納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)和催化特性。本文圍繞銅納米棒、納米長(zhǎng)方體和納米多面體的制備方法及其光學(xué)特性開展研究,并借助第一性計(jì)算原理對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探索。論文的具體研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:1.金納米雙錐誘導(dǎo)銅納米棒的合成。研究了實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)銅納米棒生長(zhǎng)的影響,發(fā)現(xiàn)改變種子量和前驅(qū)銅鹽的濃度,可以有效調(diào)節(jié)產(chǎn)物的形貌和尺寸。結(jié)合計(jì)算與表征結(jié)果,分析了銅納米棒的生長(zhǎng)機(jī)制:(1)銅原子與種子棱上的金原子結(jié)合能較低,因此優(yōu)先沉積在種子的側(cè)面;(2)由于存在遷移現(xiàn)象,在前驅(qū)銅鹽濃度較低的條件下,沉積在一端的銅原子會(huì)遷移到另一端,導(dǎo)致銅納米棒沿著金納米雙錐的一端生長(zhǎng);而在濃度較高的條件下,沉積的銅原子只有一部分遷移到另一端,其余的銅原子就會(huì)在這一端產(chǎn)生活性位點(diǎn),導(dǎo)致銅納米棒沿著金納米雙錐的兩端生長(zhǎng)。2.金納米棒誘導(dǎo)銅納米長(zhǎng)方體的合成。研究了種子量對(duì)銅納米長(zhǎng)方體生長(zhǎng)的影響,通過(guò)改變種子量,制備不同尺寸的銅納米長(zhǎng)方體。結(jié)合電鏡結(jié)果,分析了銅納米長(zhǎng)方體的生長(zhǎng)過(guò)程:(1)銅原子在金納米棒側(cè)面沉積的速率較快,在端面沉積的速率較慢;(2)由于晶格失配的影響,銅原子在納米棒側(cè)面沉積形成呈島狀分布;(3)在表面活性劑的作用下,隨著銅原子的沉積,橢球形的銅納米結(jié)構(gòu)逐漸形成直角銅納米長(zhǎng)方體。3.金納米球誘導(dǎo)銅納米多面體的合成。研究了溫度對(duì)銅納米多面體生長(zhǎng)的影響,對(duì)比自成核形成的銅納米結(jié)構(gòu),探索了銅納米多面體的生長(zhǎng)機(jī)制。結(jié)果表明:(1)在加入種子的條件下,銅原子優(yōu)先沉積在種子表面;(2)晶面間的能量勢(shì)壘會(huì)阻礙銅原子在種子表面的擴(kuò)散,形成不規(guī)則的銅納米多面體。隨著溫度的升高,擴(kuò)散速率增大,形成規(guī)則的銅納米立方體;結(jié)合時(shí)域有限差分法(FDTD)模擬銅納米棒和納米長(zhǎng)方體的消光光譜,對(duì)實(shí)驗(yàn)中銅納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性進(jìn)行了分析。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1;O614.121
【部分圖文】：

來(lái)直接控制所要制備的納米結(jié)構(gòu)的的大們利用琥珀磺酸二辛鈉（dioctyl sodium s的形貌的可控調(diào)節(jié)[46]。體性質(zhì)有很多相似之處，可以將金銀的一銅納米結(jié)構(gòu)的研究探索當(dāng)中。一般情況下體種子各向同性生長(zhǎng)可以實(shí)現(xiàn)一維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和控制種子的生長(zhǎng)模式方面是有法和金銀納米結(jié)構(gòu)的制備方法相比還是有性溶液中制備，但是銅納米結(jié)構(gòu)由于本身異性生長(zhǎng)的一維金納米結(jié)構(gòu)中引入雜質(zhì)性地鈍化晶體特定的晶面，盡管生長(zhǎng)機(jī)制納米結(jié)構(gòu)大小的作用[49-50]。米結(jié)構(gòu)

板就可以通過(guò)煅燒或者溶解的方式去除，留下來(lái)作為產(chǎn)物中的組分[57-58]。這種模板較復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)的制備[59]。但是最大的性和結(jié)晶度的控制需要精確調(diào)控試驗(yàn)參數(shù)納米結(jié)構(gòu)在模板的通道或者孔洞中沉積金屬原子是的生長(zhǎng)需要在模板電極的一側(cè)包裹一層導(dǎo)電利用這些孔洞的直徑和長(zhǎng)度來(lái)限制納米結(jié)模板是將鋁板在酸性溶液中經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化的參數(shù)可以改變孔洞的大小和密度，在實(shí)每平方厘米的孔洞的數(shù)量可以達(dá)到 1011個(gè)[6出直徑為 60 nm 和長(zhǎng)度為 30 μm 的銅納米 長(zhǎng)度是 300 nm 的銅納米棒[65]，但是其表面

銅納米棒的長(zhǎng)度可以通過(guò)改變加入到反應(yīng)溶液中的種子量進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖 2.6為在加入前驅(qū)銅鹽量相同的條件下，調(diào)節(jié)金納米雙錐種子量所制備的銅納米棒結(jié)構(gòu)的 TEM圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)隨著種子量的變化，銅納米棒的長(zhǎng)度發(fā)生明顯的改變。當(dāng)加入 16 mL種子時(shí)，由于種子量較多，銅原子沉積到種子表面的數(shù)量相對(duì)較少，只能在金納米雙錐的表面形成 10 nm 左右的外延層；當(dāng)將種子量減少為 8 mL 時(shí)，由于種子量的減少，導(dǎo)致能夠沿著軸向沉積的銅原子數(shù)量增加，逐漸形成銅納米棒的結(jié)構(gòu)，直徑增加到 80 nm 左右，且長(zhǎng)度明顯增加到 150 nm 左右。但是當(dāng)種子量進(jìn)一步減少的時(shí)候，銅納米棒的直徑?jīng)]有發(fā)生明顯的變化，但是長(zhǎng)度增加到 250 nm 左右。同時(shí)由于種子量的減少，導(dǎo)致銅原子自成核的現(xiàn)象更加明顯，伴有大量的立方體和不規(guī)則的多面體出現(xiàn)。2.3.5 前驅(qū)銅鹽的量對(duì)銅納米棒生長(zhǎng)的影響圖 2.6 在反應(yīng)過(guò)程中加入不同種子量的產(chǎn)物的 TEM 圖（a）16 mL，（b） 8 mL，（c）4 mL（a） （b） （c）

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