中文摘要：

Ge、Si、Fe和Co离子分别注入到SiO2或Al2O3衬底中形成纳米颗粒，含纳米颗粒样品再注入氧离子或氟离子并退火，或者直接在氧气气氛中退火，使之形成具有核壳结构的纳米颗粒。控制不同的退火条件对核壳结构纳米颗粒的尺寸、结构进行调制，以改善其性能。在实验的各个阶段，测量形成的核壳结构纳米颗粒的光、电、磁等性质。用高分辨透射电子显微镜观察并获取所形成核壳结构纳米颗粒的单体和统计的信息，得出实验条件与含核壳结构纳米颗粒样品的宏观性能及微观结构之间的关系。用蒙特卡罗方法模拟核壳结构的形成过程及影响因素，和实验结果比较，探讨核壳结构纳米颗粒的成核生长机理。由于核壳结构纳米颗粒具有独特的光、电、磁等性质和良好的稳定性，因而具有很好的应用前景。

结论摘要：

用单元素或双元素先后注入SiO2并结合退火处理的方法成功地制备了多种核壳结构纳米颗粒将 Zn+/F+先后注入到非晶SiO2中，后注入的F离子转换了SiO2网络中的O原子，使其与Zn颗粒反应，把表面的Zn原子氧化形成ZnO，形成了Zn核ZnO壳的纳米颗粒；当高剂量Cu+、Ag+注入时，先形成的纳米颗粒受到后注入离子的辐照，使得颗粒内部产生大量的空穴，当空位过饱和后就聚集成空洞以降低体系的表面能，形成了空核Cu壳和空核Ag壳的纳米颗粒；当Ag+注入剂量达到2x1017 ions/cm2时形成了Ag核-空洞-Ag壳三层结构颗粒，这是国际上首次从实验上观察到三层结构纳米颗粒，相关结果发表在Phys.Rev.Lett.上。空心纳米颗粒在还原气氛中的退火实验结果表明，含空洞核壳结构纳米颗粒是一种亚稳相纳米颗粒，退火使其向稳定的实心纳米颗粒转变，从实验上证明了理论预言。在国际上首次分析并解释了离子注入法形成含空洞纳米颗粒的机理。研究了相关样品的光学吸收和光学三阶非线性效应，观察到与纳米颗粒对应的吸收峰，三阶非线性效应随注入剂量和退火温度的增加而增强。共发表研究论文29篇，其中SCI收录17篇。