摘要: 铋锑合金纳米线和超晶格纳米线热电材料是近年来纳米科技领域研究的前沿和热点，吸引了物理、化学、材料等领域的众多科学家的广泛关注。本文旨在采用脉冲电化学沉积技术，结合多孔氧化铝模板，合成准一维铋锑(BiSb)合金纳米线、纳米管、超品格纳米线... 展开 铋锑合金纳米线和超晶格纳米线热电材料是近年来纳米科技领域研究的前沿和热点，吸引了物理、化学、材料等领域的众多科学家的广泛关注。本文旨在采用脉冲电化学沉积技术，结合多孔氧化铝模板，合成准一维铋锑(BiSb)合金纳米线、纳米管、超品格纳米线阵列；发展纳米线和超晶格纳米线的可控制备技术，揭示生长的热力学、动力学特征和生长机制，探索与纳米材料尺寸和结构相关联的奇异物性，以期为构筑功能性热电纳米器件奠定一定的材料和物理基础。 采用脉冲电沉积技术制备了择优取向生长的BiSb合金单晶纳米线，发现有效沉积电势是控制合金纳米线的直径和成份的主要因素；在脉冲电沉积BiSb合金纳米管时，发现纳米管在生长过程中转变为纳米线，从热力学上对这种异常转变进行了分析；开发出实时电量控制的脉冲电化学沉积系统，设计和制备出外延生长的周期、直径和成份可控的Bi/BiSb超晶格纳米线；发现Bi/BiSb超晶格纳米线存在不同的生长模式，包括平面、斜面和球面生长模式，从动力学、热力学和晶体生长理论等方面对超晶格纳米线生长机制进行了分析，在电化学方法生长纳米线领域成功引入、提出多个新的概念；发现非热力学平衡态下不同生长方向的Bi/BiSb超晶格纳米线具有不同的生长速度，并且仍然满足布拉维法则。 研究了Bi/BiSb超品格纳米线的高温和低温热膨胀行为，发现界面应力和缺陷是Bi/BiSb超晶格纳米线热收缩的主要影响因素，从而从实验上给出了缺陷存在的直接证据；研究了Bi/BiSb超晶格纳米线阵列及单根Bi/BiSb超晶格纳米线的I-V特性，发现并证实了小周期Bi/BiSb超晶格纳米线具有更好的电导率，与理论预测结果一致，这也进一步表明超品格结构中界面(势垒)对于热电性能具有很大的影响，从实验上证实了超晶格纳米线结构在热电领域具有重要的应用价值。 收起