学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于介电电泳技术的低维纳米材料组装

作　者: 陈晨
导　师: Nicholas A. Kotov
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 应用化学
关键词: 介电电泳 量子点 单壁碳纳米管 组装
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 24次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


纳米材料由于其空间尺寸与电磁波波长、德布罗意波波长等物理性质参数达到相同数量级甚至更低，导致自身光、电、磁等物理性能与块体材料相比发生极大变化。并且由于材料尺寸的减小，表面原子占据总体的比例急剧增加，活性表面的大大增加导致其化学性质也与其块体材料有很大区别。这些都使得研究人员在最近的30年中对纳米材料的研究方兴未艾。到目前为止，对于一些尤其引起人们注意的纳米材料的制备已经日趋成熟，并且已有商品出现。而对于如何将纳米材料快速有效的整合到能够最大化发挥纳米材料优异性质的功能化器件中受到人们越来越多的重视。最近，利用介电电泳现象对纳米材料操作的研究显示出了这项技术在这个领域的独特优势，受到了人们的广泛关注。在本论文中，首先我们探索了对零维纳米材料的介电电泳组装。根据介电电泳的基本原理，我们利用传统光刻技术制作了T形微电极，成功的将CdTe量子点组装成了量子点微桥结构，荧光显微镜图像显示微桥结构仍具有很强的荧光，紫外照射下的I-V曲线比暗场时电流高出几个数量级均表明组装过程没有破坏量子点本身的光电性质。我们进而分析了介电电泳对于极小纳米粒子的组装机理。通过计算及分析发现量子点在组装之前的预组装成超粒子是成功进行介电电泳组装的关键。这种预组装不仅使得量子点原本的性质得以保存，还使得介电电泳力足够大到克服布朗运动成功完成组装。这种量子点微桥整合了廉价的传统光刻技术及量子点优异的光电性质，可用于发展新型MEMS组件，传感器和光电器件。随后我们设计了探针-平板对电极，成功的将量子点组装成具有柳叶状结构，在纳米材料的三维组装方面做出了初步的探索。其次，我们探索了对典型一维纳米材料-单壁碳纳米管的三维介电电泳组装，我们制作了独木桥状微电极，成功的将单壁碳纳米管组装成垂直于基底站立的薄膜结构，扫描电镜图片显示碳管排列具有一定的有序性，拉曼光谱显示，组成薄膜的碳管呈金属型碳纳米管富集。这种能够独立站立，排除第三方接触的碳纳米管薄膜不仅能够应用在生物传感器，光电相应器件领域，还可以与微流控芯片相结合，在生物医药领域有着广泛的应用前景。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-22
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9
  1.2 纳米材料的主要性质  9-15
    1.2.1 纳米材料简介  9-11
    1.2.2 量子点  11-13
    1.2.3 碳纳米管  13-14
    1.2.4 纳米材料的组装简介  14-15
  1.3 纳米材料的介电电泳组装  15-20
    1.3.1 介电电泳原理  15-16
    1.3.2 介电电泳的特点  16-17
    1.3.3 纳米材料介电电泳组装的研究进展  17-20
  1.4 本课题的主要研究内容  20-22
第2章 实验材料与方法  22-29
  2.1 实验材料  22-23
    2.1.1 实验试剂  22
    2.1.2 实验仪器  22-23
  2.2 实验步骤  23-29
    2.2.1 水相法合成CDTE量子点  23-24
    2.2.2 深紫外光刻技术制作T形微电极  24-26
    2.2.3 探针平板微电极制作  26-27
    2.2.4 单壁碳纳米管的分散  27
    2.2.5 桥状微电极制作  27
    2.2.6 CDTE量子点介电泳组装步骤  27-28
    2.2.7 单壁碳纳米管的介电电泳组装  28-29
第3章 CDTE量子点的介电电泳组装结果分析  29-42
  3.1 TGA-CDTE量子点的吸收光谱和荧光发射光谱表征  29-31
  3.2 对微电极尺寸的表征  31
  3.3 CDTE量子点介电泳组装及其结构表征  31-36
    3.3.1 电压对量子点介电泳组装的影响  31-32
    3.3.2 组装时间对CDTE介电泳组装的影响  32-33
    3.3.3 量子点浓度对CDTE量子点介电泳组装的影响  33-34
    3.3.4 交变频率对CDTE量子点介电电泳组装的影响  34-35
    3.3.5 量子点纳米微桥的光电性能表征  35-36
  3.4 对CDTE量子点形成纳米微桥的机理分析  36-38
  3.5 量子点在探针-平板电极上的介电泳组装  38-41
  3.6 本章小结  41-42
第4章 SWNTS的介电电泳组装结果分析  42-49
  4.1 单壁碳管的分散与纯化  42
  4.2 单壁碳管溶液的表征  42-43
  4.3 桥状微电极组装成直立碳管薄膜分析  43-45
  4.4 碳管薄膜的拉曼表征  45-46
  4.5 桥状微电极组装碳管薄膜的电学性质  46-48
  4.6 本章总结  48-49
结论  49-50
参考文献  50-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58-60
致谢  60

相似论文

  1. PBO/SWNT复合纤维的制备及结构与性能研究,TQ340.64
  2. 入侵植物薇甘菊的转录组分析及其群体遗传特征初探,S451
  3. 巯基功能化离子液体对CdSe量子点稳定性影响的研究,O649
  4. 近红外量子点荧光集光太阳能光伏器件的制作和性能,TM914.4
  5. 对称耦合量子点中类氢杂质态的性质研究,O471.1
  6. 二维有序二氧化硅球腔阵列电极的构筑及电化学性能研究,O613.72
  7. 一些手性含氟碳链化合物的自组装行为研究,O621.3
  8. 金属性与半导体性碳纳米管的密度梯度分离法,TB383.1
  9. 新钢集团210吨转炉本体设备安装技术研究,TF748.2
  10. 含Tp~*W/Cu/S超分子簇合成，结构及其性质研究,O611.4
  11. 单壁碳纳米管阵列制备及其粘附力研究,TB383.1
  12. 药物多组分净信号光谱分析和量子点的聚电解质保护及其在核酸检测中的应用,R91
  13. LED封装用高性能有机硅树脂的研究,TQ324.21
  14. Mg掺杂ZnO量子点的制备及其表面功能化,O614.241
  15. 基于CdSe/ZnS量子点掺杂的光纤及其增益特性,TN253
  16. 多金属氧酸盐染料膜材料的制备和性质,O611.3
  17. 有机/无机杂化钙钛矿材料（RNH3）2（CH3NH3）n-1MnX3n+1的合成及光电性能研究,O627
  18. 聚合物基功能性材料的制备与性能,TB34
  19. 静电吸附玻璃纤维/碳纳米管复合增强体改性聚合物复合材料,TB383.1
  20. 层层组装法制备SERS基底及应用于有机小分子检测的研究,O657.3
  21. 偶氮苯液晶共聚物的自组装及光控研究,O631.3

中图分类: >
© 2012 www.xueweilunwen.com