1。2。2 溶胶—凝胶法[6]
近些年来,溶胶—凝胶(Sol-Gel)合成法发展势头迅猛,俨然成为目前用来合成纳米材料的一种不容忽视的新方法。这种方法利用化学活性较高的组分的化合物作为前驱体物质,通过化合物的水解、缩合聚合反应,将溶液制成稳定而又透明的溶胶,紧接着将溶胶凝胶化、加热到一定温度后,胶粒间会发生缓慢的聚合,从而形成流动性较差的凝胶。凝胶再置于一定温度的条件下,进行干燥、烧结,来得到想要的纳米量级的材料。从现在发展的趋势来分析看,这种方法不容置疑地,已成为制备纳米级薄膜最重要的方法之一,这种方法有许多其它方法不具备的优势,比如:① 工艺设备简单,便于应用推广;② 制备功能型的材料,是在较低的温度下进行的,对温度的要求不高,反应相比于其它反应,更容易进行,这对那些高温下会发生相分离的体系,是有指导和借鉴意义的,同时也可以制备那些含有易挥发组分的材料;③ 把各种反应物溶液混合起来后,就能形成粘度较低的溶液,获得分子水平的均匀性,这样在定量掺杂的时候比较容易,可以人为的调控薄膜的成分和结构,使其更加均匀致密;④ 可根据不同的条件,制备出不同的纳米材料,并且可在不同材料、不同形状的基底上制备,甚至合成大面积薄膜,这是传统工艺难以实现的。论文网
1。2。3 溅射法
溅射法制备薄膜,即在真空的条件下,用加速的离子束轰击固体材料表面,使得固体材料表面的分子或原子获得足够的能量而逸出固体表面,然后这些粒子在衬底上沉积下来,形成所需要的薄膜。按照溅射方式的不同,溅射法可分为磁控溅射、射频溅射、离子溅射和直流溅射。据研究发现,到目前为止,使用最多的溅射法主要是两种,即磁控溅射和射频溅射。
(1) 磁控溅射 上世纪70年代,一种高速溅射方法快速发展起来,这种方法就是磁控溅射。磁控溅射凭借其高速,低温的优势,迅速走红,成为制备薄膜最重要的方法之一。靶材的质料一旦被改变,所制得的薄膜也就会相应地被改变。这种制备薄膜的方式,容易控制,可人为调控,生产大面积的薄膜。
(2) 射频溅射 在溅射靶上加高频电压,在交流电压的作用下,靶材原子被溅射下来,从而沉积到基体材料上,得到所需的薄膜。该方法可以沉积任何材料的薄膜,得到的薄膜致密度高,重复性良好。当射频溅射在操作时,将其环境因素稍作改变,会有比较大的影响,故其可调控。比如在较低气压(如2×10-2 Pa)下进行[7-9],可以显著提高离子的产生率。
1。2。4 电化学方法[10]
电化学方法其实就是在电流的作用下,使得溶液中物质被电离,然后在衬底上沉积,得到所需要的薄膜。这种方式制备的薄膜具有以下优点:可以在复杂形状或多孔的表面基地上制备均匀的薄膜材料;样品可以进行大面积镀膜;制备的薄膜均匀性和致密性都较好,与基底的黏着力大,附着性好,结合地比较牢固;工艺简单易操作,可在常温下进行电沉积薄膜;最特殊的一方面就是可以通过改变一些实验参数,比如电流电压的大小,温度的高低,溶液的组分和浓度,来人为地改变薄膜的化学组成,结构,表面的粗糙度,薄膜的均匀性和致密性,以及薄膜的厚度[11-14]。
1。3 二硫化钼
石墨烯凭借其独特的结构和优异的性能,刚在材料领域崭露头角,便引起了材料科学工作者广泛的兴趣。石墨烯是由单层碳原子组成的六边形连续排列构成的二维结构,石墨烯是目前最理想的二维纳米材料,它具备许多优异的性能,强度约为130 GPa,是世界上最薄最硬的材料;电导率高达106Sm-1,迁移率为2×105cm2V-1s-1,约为硅的140 倍;热传导率可高达3000-6000 Wm-1K-1,是金属铜的热导率的十几倍,并且在高温下具有热稳定性;具有良好的应用前景,广泛应用于晶体管,电源材料,传感器等材料中。文献综述