纳米材料考试11-15

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1、1、纳米材料根据维度分类0维：C60,1维：碳纳米管，2维：石墨烯，2、简述2・3种纳米材料制备方法和基本原理APCVD：就是在压力接近常压下进行CVD反应的一种沉积方式。由于半导体器件制造时纯度要求高，所有反应器都是用纯石英作为反应器的容器，用高纯石墨作为基底，易于射频感应加热或红外线加热。LPCVD:低压CVD的设计就是将反应气体在反应器内进行沉积反应时的操作能力,降低到大约100Torr(lTorr=133.332Pa)一下的一种CVD反应。利用在低压下进行反应的特点，以LPCVD法来沉积的薄膜，将具备较佳的阶梯覆盖能力。PECVD：在低真空的条

2、件下，利用硅烷气体、氮气(或氨气)和氧化亚氮，通过射频电场而产生辉光放电形成等离子体，以增强化学反应，从而降低沉积温度，可在常温至350°C条件下，沉积氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅及非晶硅膜等。3、纳米微粒的特殊物理性质当维度从3维下降到0维时，由于带隙的增加，金属纳米材料会从导电过渡到半导体，再过渡到绝缘体。同吋，金属纳米材料会由金属光泽转变为黑色。铁纳米粒子会由铁磁性转变为反铁磁性。4、什么是CVD?常用方法；优缺点。化学气相沉积是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化

3、学反应形成固态沉积物的技术。常用方法：常压CVD(APCVD)：优点：反应器结构简单、沉积速率快、低温沉积缺点：阶梯覆盖能差、粒子污染低压CVD(LPCVD)：优点：高纯度、阶梯覆盖能力极佳、产量高、适合于大规模生产缺点：高温沉积、低沉积速率等离子体增强CVD(PECVD)：优点：低温制程、高沉积速率、阶梯覆盖性好缺点：化学污染、粒子污染5、纳米材料光学特性？纳米材料红外吸收谱宽化的原因？光学特性：(1)宽频带强吸收：而当尺寸减小到纳米级时，各种金属纳米微粒几乎都呈黑色。它们对可见光的反射率极低。(2)蓝移和红移现象(3)激子吸收带一量子限域效应⑷纳米

4、微粒的发光纳米材料红外吸收谱宽化的原因：1）尺寸分布效应：纳米材料的粒径有一定分布，不同颗粒的表面张力有差异，引起晶格畸变程度也不同。这就导致纳米材料键长有一个分布，造成带隙的分布,这是引起红外吸收宽化的原因之一。2界面效应：界面原子的比例菲常高，导致不饱和键、悬挂键以及缺陷非常多。界面原子除与体相原子能级不同外，互相之间也可能不同，从而导致能级分布的展宽。6••纳米材料为什么有高表面活性？（表面结构特征）答：比表面积的增加，表面原子数的增加，表面能增加。纳米粒子的表面原子所处的晶体场环境及结合能与内部原子有所不同，存在许多悬空键，具有不饱和性质，因而

5、极易与其他原子相结合而趋于稳定，具有很高的化学活性。7•光催化列举1、2种光催化的材料TiO2在n型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用除此之外，还有Fe2O3,SiCooo8•拉曼效应？拉曼增强效应（SERS）?机理？（化学：电荷转移；电磁：局域等离子体）拉曼效应：指光波在被散射后频率发生变化的现象拉曼增强效应：一些粗糙金属表面吸附分子后，吸附分子的拉曼散射得到巨大增强机理：可分为两大类，电磁增强和化学增强电磁增强：表面等离子体共振模型。当粗糙化的金属基体表面受到光照射时，金属表面的等离子体能被激发到高的能级，而与光波的电场耦合，并发牛共振

6、，使金属表面的电场增强，产生增强的拉曼散射。化学增强：电荷转移模型，活位模型9•久保理论能级间距久保理论是针对金属超微颗粒费米面附近电子能级状态分布而提出来的。当微粒尺寸进人到纳米级时，由于量子尺寸效应，原大块金属的准连续能级产生离散现象。Vocd310量子隧道效应。STM里隧道效应怎样定义与构成？（针尖与大气l~d关系）按照量子力学的计算，在一般情况下，透射系数不等于零，也就是说，粒子可以穿过比它能量更高的势垒，这个现象称为隧道效应构成：STM中，在样品与针尖之间加一微小电压Ub电子就会穿过电极间的势垒形成隧道电流。2%exp（-的⑸（S为距离）11

7、.纳米材料在哪些领域应用？请举例。光催化（在光照的条件下，将光能转化为化学能），如TiO2光催化分解水。纳米颗粒的催化剂，纳米颗粒有大的表面积，可让贵金属原子尽可能多地暴露在表面与反应物接触，如单层铐纳米层有极高的加氢催化反应。新型的碳纳米材料，如石墨烯，可用于发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。12・电子能谱的机理？电子能谱的基本原理是用单色光源（X射线、紫外光）或者具有一定能量的电子束去辐照样品，使原子或分子内层电子或者价电子受激而发射生来，测量光电子的能量得到样甜的信息。XPS是用X

8、射线作光源，高能量的光子能使内层电子电离，得到的光电子能谱。UPS是以紫外光作光源，较低能量的