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固体材料的性质是由其微结构所决定的，包括化学成分、原子结构以及固体的一维、二维或三维尺寸，这是物理学和化学的一个基本结论。如果改变这些参数，固体材料的性质也会随之改变。特别的，德国Gleiter13注意到如果尺寸在一维、二维或三维方向减小到几个原子间距(典型的如1～10nm)，固体材料会表现出一些新奇的性质。
本课题组曾经报道用直流磁控溅射方法制得～3nm的纳米Ni3Al合金颗粒膜2,3。为检验这种制备工艺的稳定性以及对其它材料的适用性，本文主要选择设计合适的实验条件，探索纳米Ge金属颗粒膜和纳米Ni3Al合金颗粒膜材料的制备条件，成功制得3～5nm的纳米颗粒复合膜。通过多种分析仪器对颗粒膜样品做各种性质的表征测量，分析研究样品材料的结构，研究这种微小纳米结构和性质之间关系，特别是光学发光性质。
制备方法是用单晶靶或者复合靶溅射沉积制备纳米金属颗粒膜和纳米合金颗粒膜。根据测试方法不同，分别选择涂有火棉胶的铜网、(111)N型硅片和玻璃片作为基片。通过XRD、SAD和LRS等实验表征，可以分析颗粒膜退火处理前后的成分和结构变化。沉积态Ge颗粒膜的主要组成成分是无定形态的Ge和GeO，退火后形成Ge多晶和GeO晶体。经过热退火处理，颗粒膜内部原子团簇聚集晶化，结构变得疏松多孔。沉积态的Ni3Al颗粒膜是具有化学成分比Ni：Al=75：25at％的无序的面心立方(fcc)结构，经过退火处理生长成L12结构的γ'-Ni3Al纳米晶粒。使用透射电子显微镜对Ni3Al颗粒膜的退火生长过程进行原位观察。发现Ni-Al团簇经过聚集成核、晶化相变和晶体长大三个阶段，生长成Ni3Al纳米晶粒，提出了空位－富集原子互扩散模型。
本文还使用透射光谱和傅立叶红外变换光谱分析了纳米合金颗粒膜的光学吸收性质。实验结果表明，纳米合金颗粒膜在红外光谱区域有明显吸收峰。而且可以推算出纳米颗粒膜退火前后的能隙变化。对于纳米晶体的发光机制以及在磁－光记录媒介和光存储上的潜在应用作了初步探讨。