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Cu,Zn离子注入Si02纳米颗粒合成及氧气氛围下的热稳定性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TS529.2[轻工技术与工程—皮革化学与工程]
  • 作者机构:[1]天津大学理学院,天津300072, [2]天津市低维功能材料物理与制备技术重点实验室,天津300072, [3]北京师范大学射线束与材料改性教育部重点实验室,北京100875
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11175129,11175235)和天津市自然科学基金(批准号:12JCZDJC26900)资助的课题.
中文摘要:

通过45keV,1.0×10-17 cm-2的Cu离子注入Si02基底合成了嵌入式的Cu纳米颗粒,采用不同剂量的50keVZn离子对Cu纳米颗粒进行后续辐照,详细研究了Zn离子后续辐照对Cu纳米颗粒结构、光学性质的影响及其氧气气氛下的热演变规律.研究结果表明,Cu和0.5×1017 cmq的Zn离子顺次注入可在Si02基底中形成Cu-Zn合金纳米颗粒,它们可以在516nm附近引起独特的表面等离子共振(SPR)吸收峰.后续02气氛中450℃退火可以导致Cu-Zn合金纳米颗粒分解,并在基体中形成了ZnO和Cu纳米颗粒.研究结果还表明后续Zn离子的辐照可以有效地提高Cu纳米颗粒的抗氧化能力;同时基体中Cu的存在也会加速Zn向样品表面的扩散,从而促进了ZnO的形成.

英文摘要:

Cu nanoparticles (NPs) embedded in silica were synthesized by implantation of 45 keV Cu ions at a fluence of 1.0×l017 cm-2, and then subjected to post irradiation with 50 keV Zn ions at ituences of 0.5×1017 cm-2 and 1.0-1017 cm-2, respectively. Zn post ion implantation induced modifications in structures, optical absorption properties of Cu NPs as well as their thermal stability in oxygen ambient have been investigated in detail. Results clearly show that Cu-Zn alloy NPs could be formed in the Cu pre-implanted silica followed by Zn ion irradiation at a fluence of 0.5× 1017 cm-2, which causes an unique surface plasmon resonance (SPR) absorption peak at about 516 nm. Subsequent annealing in oxygen atmosphere results in the decomposition of Cu-Zn alloy NPs, at 450 ℃, and thus, ZnO and Cu NPs appear in the substrate. Further increase of annealing temperature to 550 ℃ could transform all the Zn and Cu into ZnO and CuO. Moreover, results also demonstrate that introduction of Zn into SiO2 substrate could effectively suppress the oxidation of Cu NPs, meanwhile, the existence of Cu could promote thermal diffusion of Zn towards substrate surface, which enhances the oxidation of Zn. The underlying mechanism has been discussed.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876