臺階結(jié)構(gòu)（Stepped structure）是晶體生長過程中在晶粒表面形成的平面位錯(cuò),包含臺階邊緣（Step edge）、平面（Terrace）、扭折（Kink）等。臺階結(jié)構(gòu)不僅會改變材料表面微/納米尺度上的拓?fù)湫蚊?而且臺階邊緣和扭折上存在著許多不飽和配位的原子,會改變材料表面的物理、化學(xué)性質(zhì)（如:分子的吸附/解吸附能力、表面能、電子傳遞性能等）。因此簡單、有效地制備臺階結(jié)構(gòu)不僅有利于研究不同材料表面臺階結(jié)構(gòu)的理化特性,更有利于擴(kuò)展材料的功能和應(yīng)用范圍。目前,已有的制備方法主要基于經(jīng)典晶體生長理論,如螺旋生長、二維成核生長、外延生長等,這些方法通常需要嚴(yán)格控制過飽和度或者以晶體結(jié)構(gòu)匹配的材料作為基底,制備條件要求高、不易大規(guī)模制備。近幾年,基于納米顆粒自組裝的非經(jīng)典晶體生長理論被越來越多的人接受和研究。已有的研究表明,在生長過程中納米顆粒之間通過取向連結(jié)（Oriented attachment）的生長方式可以形成平面位錯(cuò),這為臺階結(jié)構(gòu)的形成提供了可能。但是取向連結(jié)生長需要納米顆粒達(dá)到晶體結(jié)構(gòu)上的有序排列,這主要依靠布朗運(yùn)動主導(dǎo)的顆粒沖撞和旋轉(zhuǎn)過程,具有很強(qiáng)的隨機(jī)性、不容易控制。本課... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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（a-d）L-胱氨酸臺階結(jié)構(gòu)

圖 1.2 LaMer 曲線：結(jié)晶過程中過飽和度與時(shí)間的函數(shù)[8]e 1.2 LaMer plot: Supersaturation of crystallization as a function o制了 LaMer 結(jié)晶曲線，從圖 1.2 中可以看出[8]，曲線階段 I 到階段 II 是晶核的形成過程，該過程中存在“和度大于“成核能壘”時(shí)，溶液內(nèi)的晶核成核過程才 以及后續(xù)都是晶體生長的過程。當(dāng)晶核形成進(jìn)入生長逐漸減小，在這個(gè)過程中晶核的生長與晶核的半徑 rr* =RT2γVmr 長速度為零，即達(dá)到平衡狀態(tài)，晶核不生長，則此時(shí)rzero=2γVmRTr*r =2γVmRTlnS態(tài)的晶核只是理想狀態(tài)或者極少數(shù)情況，絕大部分晶

如果晶核尺寸小于臨界尺寸，晶核就會趨于溶解液成為溶液體系中尺寸較大的晶體生長的物質(zhì)來源。斯特瓦爾登成熟機(jī)制（Ostwald Ripening）”所描述的晶體整體生長速率的主要因素有：反應(yīng)體系的溫度、晶體的整體生長，不同晶面在同一生長環(huán)境中的生長速：晶體各個(gè)晶面的表面能、體系中的修飾劑或者磁場，根據(jù) Wulff 定律[12]，晶體最終的形貌是由晶體所有面能之和的最小值決定。即表面能高的晶面方向生長面，甚至在晶體表面消失[13]，而表面能低的晶面生長在控制晶體生長的過程中需要全面地考慮這些因素，同晶面的生長速率就可以達(dá)到控制晶體形貌的目的。分為成核和生長兩個(gè)步驟，物質(zhì)都是以游離的原子或過飽和度與結(jié)晶速率的關(guān)系類似于液相結(jié)晶。


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