金属铋纳米结构的电化学合成及性能研究

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1、华东师范大学硕士学位论文论文摘要在本文中，通过电化学沉积，我们大面积生长了束状、絮状、尖顶状铋的微结构和铋纳米线。通过x射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对这些纳米材料的形貌和晶格结构进行了表征，并讨论了其生长机理。同时，对尖顶状铋纳米结构的场发射性质也进行了分析和讨论。使用电位溶出法对束状纳米结构电极进行了研究。主要内容及创新点如下：1．通过氧化铝模板孔洞内电化学填充法，我们得到了单晶性良好的Bi纳米线，该纳米线按【1lO]方向生长。通过SEM和TEM图可知，模板填充制备的Bi纳米线获得大面积生长，具有高的填充率，规则性。并讨论了

2、Bi纳米线的生长机理。2．大面积束状Bi纳米结构通过两步法电化学沉积首次制备而得，因为其极大的比表面积，通过将其制作成电极，进行了微量重金属检测的测试。结果表明这种Bi纳米结构作为传感器具有良好的灵敏度和稳定性，在做为高效电化学传感器方面具有广阔的应用前景。3．首次在ITO导电玻璃上，电化学沉积制备了絮状Bi纳米结构以及尖项状纳米结构。其中尖顶状纳米结构的每个单元由许多纳米线弯曲构成，每个单元的尖顶部分由许多纳米线簇拥而成，在顶部形成尖端。发射测试表明，尖顶状Bi纳米结构具有较出色的场发射性能，它的开启电场和场增强因子13分别为．--7．2V1

3、．trn和575，这说明这种Bi结构将来有希望应用于场发射微电子器件中。关键词：铋、纳米结构、电化学沉积、生长机理、重金属检测、场发射performance．Thisthesiscontainsthefollowingworksandinnovations：i．Binanowiresweresynthesizedbyelectrodepositionintotheporesofanodicaluminamembrane(AAO)．Ithasapreferentialgrowthdirectionalongthe[110】direction．Th

4、eSEMandTEMphotosclearlyshowthatthebismuthnanowirearraysarelarge-area，high-fillingandhighlyordered．AndthegrowthmechanismoftheseBinanowiresiSdiscussed．2．Large—scalebunch·likeBimicrostructuresweresynthesizedviatwo—stepelectrochemicaldeposition．Duetothehighsurface—to-volumeratio

5、，electrochemicalsensingplatformtowardsheavymetalions、析mhighsensitivitycharacteristicofthebunch-likeBihasbeeninvestigated，whichexhibitsthatitalsohaspotentialapplicationinaneffectiveandhighperformanceelectrochemicalsensor．3．FlocBiandsharp—topBimicrostructureswensynthesizedonIT

6、Oglasssubstructurebyelectrochemicaldepositionforthefirsttime．SEMimagesshowthatthesesharp—topBinanostucturescomposedofmanynano、^，ims，andrevealaclearandwell-definedtiptop．Fieldemission(FE)measurementsdemonstratedthatthe-1sharp-topBipossessedgoodperformancewithaturn-onfieldof-7

7、．2V0mandafieldenhancementfactorof575，whichhavepromisingapplicationasacompetitivecathodematerialinFEmicroelectronicdevices．Keywords：Bi，Nanostructure，Electrochemicaldeposition，GrowthMechanism，Electrochemical，FieldEmissionII第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1§1．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1§1．2铋的性质及应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2§1．3Bi纳米材料研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯