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利用激光烧蚀法生长氧化锌纳米线的低温极限

DOI：10.1007/s00339-020-03477-7 期刊：Applied Physics A 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 该研究探讨了利用脉冲激光沉积技术在金属催化剂上生长氧化锌纳米线，以及生长温度的影响。纳米线制备过程包含两个基于脉冲激光烧蚀技术的工艺步骤：(1)通过液体中激光烧蚀制备金属纳米颗粒；(2)在沉积有金属纳米颗粒的衬底上，通过烧蚀氧化锌靶材进行氧化锌纳米线的脉冲激光沉积。采用1064纳米脉冲激光在去离子水中制备了多种金属（金、银、镍、铜、铝、镁、锌、锡及铋锡合金）的纳米颗粒。将这些含金属纳米颗粒的胶体涂覆于硅(100)衬底，干燥后作为VLS结晶催化剂。实验对比了600-200°C温度区间内使用248纳米工作波长烧蚀激光生长纳米线的情况，实现氧化锌纳米线生长的最低温度为425-450°C。但在此温度下，仅铜和铝纳米颗粒能成功催化氧化锌纳米线生长。通过扫描电子显微镜和光致发光技术对样品性能进行研究，结果表明除生长温度外，选择合适的金属催化剂也是影响纳米线结晶的重要因素。
作者： Jaroslav Bruncko，Miroslav Michalka，Jaroslav Kovac Jr.，Andrej Vincze
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究氧化锌纳米线成功生长的最低可能温度并优化主要工艺，同时比较多种不同金属作为定向生长催化剂的效果。

研究成果

采用脉冲激光沉积法（PLD），以铜和铝纳米颗粒为催化剂，在低至450°C的温度下成功沉积了氧化锌纳米线。该温度对有机材料而言仍然较高，但为将氧化锌纳米线与多种能在此温度下保持稳定的材料相结合提供了可能。选择合适的催化元素对于在相对较低温度下合成氧化锌纳米线具有重要作用。

研究不足

氧化锌纳米线生长的常用温度区间为700-1000°C，这使得热敏材料无法应用。该研究旨在降低这一温度，但在425-450°C范围内发现存在局限——仅铜和铝纳米颗粒能在此温区成功催化生长。

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