制备了尺寸可控、晶体结构均一的银和氧化钨纳米线,利用原位的透射电镜样品台研究了单根纳米线的晶体结构和电学性能(1)发现制备的20~80nm直径范围内的银纳米线具4H或FCC结构,30nm左右,4H的含量最高。两种结构的银纳米线均为金属性导体,平均电阻率分别是19.9μΩ cm和11.9μΩ cm,比块体FCC-银的室温电阻率1.6μΩ cm约高一个数量级;发现银纳米线能传输较大电流密度,达十的七次方安/平方厘米的量级,在20~80nm直径范围内随直径减小最大稳定电流密度先增大后减小,直径34nm附近达到最大值。提出了表面散射与空位缺陷快速扩散结合的机制解释了其电学性能的尺寸效应。(2)所制备的氧化钨纳米线是W18O49晶体,具有半导体特性。电学测量回路为金属-半导体-金属系统,对实验I-V数据拟合,得到了W18O49纳米线的一系列电学参数,包括载流子浓度,载流子迁移率和电导率等。(3)制备了基于硅纳米线的太阳能电池和基于Nafion/PVP复合纳米线的燃料电池,燃料电池的最大功率密度达0.44 微瓦/平方微米。在Adv.Mat.等SCI学术刊物上发表20余篇论文。
英文主题词metal nanowires; semiconductor nanowires; microstructures; electrical properties; size effect