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GaAs纳米线中孪晶的TEM表征(3)

时间:2021-03-05 20:23来源:毕业论文
利用激光在特定的气氛下照射靶材,将其蒸发,同时结合一定的反应气体,在基底或反应腔壁上沉积出纳米管。调制纳米线的成分可以通过改变靶的成分或

利用激光在特定的气氛下照射靶材,将其蒸发,同时结合一定的反应气体,在基底或反应腔壁上沉积出纳米管。调制纳米线的成分可以通过改变靶的成分或加人其它反应气体来实现。在制备纳米线时应根据需求仔细考虑,结合实际加以设计,才能制备出较好的纳米线样品。

Shi等人用一个内含石英管的高温炉的仪器通过氧化物辅助激光烧蚀GaAs与Ga2O3的混合物制备了GaAs纳米线[4]。他们生长出来的纳米线的长度达到几十微米,直径分布从10nm120nm,平均直径是60nm。

2.3  激光辅助催化生长法

    Duan等人通过激光辅助催化生长法制备了GaAs纳米线 。他们运用VLS机理,通过激光烧蚀制备纳米线生长所需的催化剂颗粒,并通过改变催化剂颗粒大小来控制纳米线的尺寸(图2.1)。他们实验所用的靶材是(GaAs)0.95M0.05,这里M是Au、Ag或者Cu。

激光辅助催化生长法制备纳米线设备示意图

图2.1 激光辅助催化生长法制备纳米线设备示意图。

3. 纳米线的表征 

3.1  扫描电子显微镜(SEM)

纳米材料的形貌是分析材料的重要组成部分,材料的很多重要物理化学性能是由其形貌决定的。扫描电子显微镜(SEM)是一种常见且广泛使用的表面形貌分析仪器。

扫描电子显微镜与普通光学显微镜成像原理基本相同。扫描电子显微镜利用电子束代替可见光,利用电磁透镜代替光学透镜的一种成像方式。其工作时利用扫描线圈将电子束在样品表面进行扫描。由于高能电子束与样品物质的相互作用,产生二次电子、反射电子、吸收电子、X射线以及俄歇电子等电子信息。这些信息收集后经过放大送到成像系统。样品表面扫描过程任意点发射的信息均可记录下来,获得图像信息。其成像原理见图3.1.1由样品表面上的电子束扫描幅度和显微管上电子束扫描幅度决定图像的放大倍数。文献综述

在SEM分析时,加速后的电子以直径为纳米量级的微束打到固态样品上。电子与组成样品的许多原子核、核外电子相互作用。作用的空间范围为若干微米。如果入射电子主要与核作用,由于核的质量远大于电子,所以电子在作用后能量基本不变,只是改变了它的运动方向,称为弹性散射。弹性散射电子有一部分向后运动,冲出表面,称为背散射电子。背散射电子的能量与入射电子相当,比较大。它能从1微米左右的深度穿出样品。在这深度,电子的作用范围已经比较大,因此它的显微象的分辨率比较差。背散射电子的数目随原子质量的增加而增加。因而,它对应的象中包含有成分(质量数)的信息。背散射电子的角分布还包含有样品晶格结构的信息。这些信息在材料的研究中应用比较广泛。如果入射电子与核外电子作用,可以把核外电子从样品里打出来。称为二次电子。二次电子的数目多,信号强,对应的信噪比高,图象质量好。同背散射电子相比,二次电子的能量要小得多,只能穿透10 纳米左右的厚度,这深度的位置上,电子与样品作用的范围还没有扩展开来,与入射电子束直径相近。因此二次电子象的分辨率在SEM的各种显微象中最高。二次电子显微象与样品的表面形貌相对应。图象的解释与经验相近,立体感强。因而,SEM 可被用来直接观察纳米线的形貌,获得结构信息。

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