【摘 要】
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低维纳米材料因其多样化的结构和形貌而表现出一系列独特的力学、光学、电学、热学性能,在构筑纳米电学、光学器件领域具有举足轻重的意义。而利用透射电子显微技术表征纳米
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低维纳米材料因其多样化的结构和形貌而表现出一系列独特的力学、光学、电学、热学性能,在构筑纳米电学、光学器件领域具有举足轻重的意义。而利用透射电子显微技术表征纳米材料的微观结构和形貌特征成为当今纳米材料研究中必不可少的一环。本文通过化学气相沉积法制备纳米材料,以铝粉为原料,硅片为衬底,在氮气气氛中加热,分别在原料和衬底表面得到不同的产物,并分别对相应的产物进行电子显微学研究,结果如下:一方面,对铝粉表面的纳米材料进行表征,产物主要有:（1）三方结构的α-Al2O3纳米管。纳米管为单晶结构,结晶性良好,这是利用CVD方法得到Al2O3纳米管的首次报道。（2）正交结构的δ-Al2O3超薄纳米片。厚度为20nm～30nm,正交相是氧化铝相变过程中一种常见亚稳相。（3）Al2O3/Mg-Al-O异质结构纳米线。研究表明,纳米线中包含两种正交Al2O3畴结构和两种单斜MgAlxOy畴结构,且Al2O3畴结构可以对MgAlxOy畴结构进行有效的调控。进一步通过群论母子群关系推导的方法从理论上证实了这种畴结构出现的合理性。通过对以上几种铝氧化合物纳米材料的研究,加深了对微观结构的认识,对材料的性能优化和实际应用起到一定的促进作用。另一方面,除了铝氧化合物纳米材料,在硅片衬底表面发现大量的超长纳米线,透射电子显微学表征显示产物为非晶SiO2和Si3N4/SiO2核壳结构纳米线。其中结晶核部分为三方结构的α-Si3N4,非晶壳部分为SiO2,进一步的HAADF-STEM实验直观地观察到Si原子在α-Si3N4的[0001]晶带轴的原子排布。
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