水热法过程中，溶液的对流加速了溶质的扩散，因此晶体成长快；水热法制备的粉体具 有没有杂质、颗粒小、均匀无团聚等特点；通过控制溶液组成、时间、温度、压力等因素， 可以控制产物的样貌、体积以及生长特性。因此水热法有广泛的应用。

溶胶-凝胶法可以制备无机氧化物纳米材料，以及有机或无机的杂化材料。首先在溶液里 分散原料，发生水解反应，生成活性单体，活性单体聚合，最终形成溶胶。再进行干燥、热 处理制备出纳米材料。

用有机金属醇盐为原料的传统的溶胶-凝胶法成本高。由于凝胶化过程较慢，一般合成周 期也较长。凝胶内部有许多孔洞，在实验中会逸出气体及有机物并产生收缩。有一些金属， 本身不容易水解聚合，难以结合到凝胶网络中。因此该方法适用的金属种类有限。

有机配合物前驱体法的分散剂是多齿配合物。将可溶于水的金属有机羧酸盐等与分散剂 溶于水中，通过分散剂与原料金属离子的配合作用得到高度分散的复合前驱体。慢脱水得到 凝胶，再经过适当热处理除分散剂即可得到不同粒径的纳米成品。

有机配合物前驱体法原料价低而源广，一些不能用溶胶凝胶法的金属离子可以选择此法。 控制制备时的各种因素，可以在一定程度控制粒子的粒径。但是分散剂不能为小分子，小分 子可能使一些金属离子偏析。

微乳液是指一种透明、各向同性、低粘度的热力学稳定体系。制备时取一定的金属盐溶 液，加入表面活性剂和有机溶剂形成微乳液。再加入沉淀剂或其它试剂生成微粒相，分散于有机相中。干燥可得有机溶胶，通过热处理除去表面活性剂，制得所需纳米粒子。 微乳液法通过控制微乳液中水的含量和反应物的量，来控制实验进程，获得不同大小的纳米粒子。如果不进行最后的热处理，表面活性剂可以分散到有机溶剂中，用以研究其光学 特性和介质的影响。

1.4.1 激光液相烧蚀法

本次试验采用的是激光液相烧蚀法制备氧化镓纳米晶。 激光液相烧蚀法，简单来说是利用一束高能激光烧蚀液体中的固体靶材，固体表面吸收光能，温度升高内能增大，靶材物质脱离其表面。离开靶材进入溶液后，温度降低，转变为 所制材料。这种方法主要是利用激光与靶材相互作用，在接触处产生高温高压非平衡的环境， 获得纳米材料。

激光液相烧法中激光与靶材和液体都会发生相互作用，而且液体的环境约束了激光作用 靶材时等离子体的行为，从而影响产物的相关状况。液体中含有的反应性试剂和表面活性剂 等也会改变产物的成分和表面状态。但这种方法创造的环境使其适用范围很广泛。

根据烧蚀的具体靶材不同，激光液相烧蚀既可以烧蚀液体中的块状靶材，也可以烧蚀颗 粒状物质。本次实验中选用的是激光液相烧蚀块状固体靶材。如图 1.4.1。

图 1.4.1 液相脉冲激光烧蚀法示意图

首先，激光穿过过氧化氢溶液辐照到高纯镓表面，高纯镓表面吸收激光后在极短时间内 升温、熔化或气化，并形成等离子体。等离子体产生后立刻受到高温热效应和库仑排斥力的 作用，急剧向外膨胀和发射，产生冲击波。在此过程中，周围液体的存在会制约等离子体的 行为，使等离子体内部温度和压力进一步上升。由于等离子体继续吸收能量而又被液体约束， 该范围内温度更高，压力更强。在这种环境下，区域内物质发生碰撞和扩散，形成最初的晶 核。当激光停止后，等离子体区由于缺乏能量不再维持高温高压，迅速冷却，晶核成长，最终形成分散在溶液中的氧化镓纳米晶。 激光液相烧蚀法存在一定的缺陷，如这种方法不适合用于行业性的大规模合成。原因是：