纳米材料和纳米结构：国家重大基础研究项目新进展

第1章纳米科技导论1
11纳米冲击波在世界产生的影响1
12纳米技术的潜力和影响2
13纳米技术的推动力3
14纳米技术对各个领域的影响4
15纳米学科领域的拓展7

第2章碳纳米管的制备.表征和性能12
21多壁碳纳米管的可控制合成--小直径碳纳米管.连续碳纳米管线12
211小直径碳纳米管12
212多壁碳纳米管阵列的可控制合成20
22单壁.双壁纳米碳管的可控制合成30
221单壁纳米碳管的可控制合成30
222双壁碳纳米管的浮动催化法制备40
23高温溶剂热合成碳纳米材料51
231高温溶剂热合成碳纳米管51
232碳空心球及无定形碳球的合成57
233碳空心锥制备与表征58
24单壁.双壁碳纳米管的共振拉曼散射研究60
241双壁碳纳米管的共振拉曼光谱60
242取向单层碳纳米管列阵的偏振拉曼光谱研究67
25纳米管的生长.缺陷结构和物理特性的分子动力学模拟和第一原理计算69
251单壁碳纳米管的自组装生长的分子动力学模拟69
252碳纳米管上缺陷组装机理的分子动力学模拟研究70
253碳纳米管的弹性和强度72
254单壁碳纳米管储氢性能的理论研究74
255束缚于碳纳米管中的氢分子凝聚和相变76
256含氮碳纳米管的几何构型和电子结构的第一原理计算77
257III-V化合物管状结构及其电子结构的理论探索79
258甲烷与碳纳米管的碰撞反应研究80
259束缚于纳米空间的原子.分子碰撞反应动力学研究81
26碳纳米管的性质研究和应用83
261碳纳米管束的拉伸性质研究84
262单根多壁碳纳米管的径向压缩性质的研究86
263多层碳纳米管的热学性质研究88
264多层碳纳米管的电输运性质研究90
265多层碳纳米管在高压下的行为93
266碳纳米管的场发射性质及其显示应用97
267碳纳米管的应用103
参考文献105

第3章纳米线和纳米带113
31纳米线的气相合成和表征113
311气相法生长纳米线的机理113
312元素纳米线114
313二元化合物纳米线116
314多元化合物纳米线121
32同轴纳米电缆的合成与表征124
321激光烧蚀法合成同轴纳米电缆125
322溶胶-凝胶与碳热还原及蒸发-凝聚法合成同轴纳米电缆126
323化学气相沉积法合成同轴纳米电缆126
33纳米带的合成与表征129
331元素纳米带129
332二元化合物纳米带130
333多元化合物纳米带133
34纳米线和纳米带的光学特性136
341本征发光137
342非本征发光138
35纳米线和纳米带的输运特性141
351量子扩散区的输运现象142
352弹道区电子输运144
36纳米线和纳米带的热学特性151
361热膨胀的基本理论和测量151
362纳米颗粒热膨胀和熔点研究154
363纳米线和纳米带的结构相变和热膨胀特性155
37纳米线和纳米带的谱学特性159
371拉曼光谱和红外光谱159
372X射线光电子能谱（XPS)161
373电子能量损失谱（EELS)163
374电子顺磁共振（EPR)163
375小结164
参考文献165

第4章纳米结构和纳米阵列171
41氧化铝模板的制备技术172
411氧化铝模板的制备172
412氧化铝模板的结构与表征174
413氧化铝模板有序通道阵列形成机理的探索174
42大面积有序孔洞材料的制备176
421滴涂法177
422旋涂法178
423垂直提拉法178
43有序纳米阵列的合成与表征179
431基于氧化铝模板合成的有序纳米阵列179
432基于二维胶体晶体模板合成的有序纳米阵列199
44纳米颗粒与自组装202
45纳米阵列的输运特性207
46纳米阵列的光学特性211
461光致发光211
462光吸收216
463光偏振219
47纳米阵列的磁学特性222
48纳米阵列的谱学特性229
481拉曼散射光谱229
482能量损失谱231
483X光电子能谱232
484电子顺磁共振谱233
参考文献234

第5章纳米多孔材料的制备技术241
51介孔材料及其分类241
52介孔复合体及组装技术243
53介孔材料的评价技术244
531滞后圈与孔形状结构245
532孔径分布的计算246
54介孔组装体系的制备技术及性质研究247
55干凝胶及气凝胶制备技术251
56MCM-41有序介孔材料制备技术253
561MCM-41介孔分子筛的发展历史253
562MCM-41的基本含义,结构和组成254
563MCM-41的合成方法255
564MCM-41的形成机理256
565MCM-41的结构表征258
566介孔分子筛MCM-41的一些优异性质及其用途260
567MCM-41介孔组装体的研究现状260
参考文献260
第6章纳米界面与薄膜263
61二元协同纳米界面材料的设计原理263
62超疏水纳米界面材料的合成与表征--从自然到仿生的超疏水纳米界面材料265
621植物叶表面的疏水性266
622纳米结构产生高接触角267
623外场刺激下的超亲水-超疏水可逆开关269
624纳米结构与微米结构结合产生低滚动角270
625表面微米结构的排列影响滚动各向异性272
63颗粒膜的合成与表征273
631颗粒膜的制备273
632颗粒膜的表征276
64颗粒膜的磁学特性279
641颗粒体系中的静磁特性279
642颗粒膜中的输运特性283
65颗粒膜的巨磁电阻效应285
651金属-金属型颗粒膜的巨磁电阻效应285
652金属-绝缘体型颗粒膜的磁电阻效应291
66纳米磁性薄膜的霍尔效应研究295
661M-I型颗粒膜的巨霍尔效应研究297
662M-M型颗粒膜的巨霍尔效应的研究301
67颗粒膜的磁光效应303
671Fe-SiO2颗粒膜的磁光效应303
672Co-Ag颗粒膜的磁光效应304
673Fe-Si合金薄膜的磁光效应304
68纳米磁性薄膜的应用306
681高密度读出磁头306
682磁电阻效应传感器308
683磁随机存储器310
684自旋晶体管311
参考文献312

第7章纳米金属体材料316
71纳米金属体材料制备和表征316
711纳米金属体材料的制备317
712纳米金属体材料的结构及其表征320
72纳米金属的力学性质327
721强度327
722塑性330
723弹性模量332
724应变强化332
725超塑性333
726蠕变334
73纳米金属的热稳定性334
74纳米晶软磁材料制备与性质342
741纳米晶材料中组元对磁性的影响343
742退火处理中降温速率对磁性的影响345
743纳米晶表面应力场及晶粒内位错的稳定性345
744纳米晶条带的表面改性346
745纳米晶中的马氏体转变348
746纳米晶软磁条带磁化过程中的弛豫349
747磁化机制与晶粒尺寸的关系350
748小结350
75纳米复合稀土永磁材料351
751纳米复合NdFeB永磁体中非晶相对交换耦合作用的影响352
752Dy元素对富B体系纳米复合NdFeB的热行为和磁性能的影响以及该体
系工艺参数的制定353
753元素添加对磁性能的改善353
76纳米晶磁制冷材料354
761磁制冷概念及国内外研究概况354
762纳米晶磁制冷材料355
参考文献357

第8章纳米陶瓷与纳米复相陶瓷364
81ZnO纳米陶瓷365
811沉淀法制备ZnO纳米粉体365
812ZnO纳米陶瓷的烧结与性能366
813ZnO纳米陶瓷的电学性能368
82SiC-Al2O3纳米复相陶瓷369
821SiC-Al2O3纳米复合粉体的制备369
822SPS烧结SiC-Al2O3纳米复相陶瓷的制备与力学性能370
83Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复相陶瓷372
831Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复合粉体的制备与表征372
832Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC烧结体的制备与显微结构观察373
833Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复相陶瓷的力学性能376
84ZTA/LaAl11O18纳米复相陶瓷377
841ZTA/LaAl11O18纳米复相陶瓷的制备377
842ZTA/LaAl11O18纳米复相陶瓷的显微结构与力学性能研究378
85TiN-Al2O3.TiN-Si3N4纳米复相导电陶瓷381
851TiN-Al2O3.TiN-Si3N4纳米复相陶瓷的制备381
852TiN-Al2O3.TiN-Si3N4纳米复相陶瓷的表征与导电性能研究381
86CNTs-Al2O3纳米复相陶瓷385
861碳纳米管在水性介质中的分散386
862CNTs-Al2O3纳米复合粉体的制备387
863CNTs/Al2O3纳米复相陶瓷的制备及力学性能388
87CNTs-HAp纳米复相陶瓷390
871原位沉积法制备CNTs-HAp纳米复合粉体391
872热压烧结制备CNTs-HAp纳米复相陶瓷392
参考文献394

第9章纳米材料化学制备的新技术.新方法研究395
91溶剂热合成氮.硼.碳.磷等化合物的纳米材料396
911碘输运溶剂热制备六方相和岩盐相GaN396
912HPN2和BN纳米管与纳米空心球的合成397
913还原-碳化法制备SiC纳米线400
914用碳纳米管为原料合成TiC空心球400
915α-Si3N4纳米晶的低温制备401
92纳米材料的溶剂热.水热合成机理研究402
921乙二胺.单胺配体溶剂热合成硫族化合物纳米材料402
922In2O3和MnS介稳相纳米材料的溶剂热合成405
923Te.硫化物及氧化物纳米材料的水热合成及形成机制407
924表面活性剂对Ni和Te的形状控制412
93复合溶剂热体系中纳米材料的合成414
931利用丙三醇-水为溶剂制备了Bi2S3纳米带和Cu纳米线414
932原位-前驱物模板-界面反应路线制备纳米空球416
933以乙二胺-水为复合溶剂合成了规则几何形状的PbS闭合纳米线417
9341-DTe纳米结构的控制合成418
94纳米材料制备新方法研究419
941γ射线辐照法合成纳米材料419
942微波辅助制备纳米材料421
943多元醇回流法合成纳米材料422
944熔盐法制备纳米材料423
945超声辅助制备纳米材料423
946室温条件下合成纳米材料423
参考文献424

第10章纳米体系的若干理论问题研究426
101表面纳米结构的生长与稳定性理论426
1011引言426
1012表面活性剂参与的异质原子岛生长的反应形核理论426
1013表面三维原子岛的退化机理427
1014CO分子对Pt原子岛形状的控制机理427
1015实际纳米结构生长的相场模型428
1016小结429
102自旋电子学材料的第一原理研究与设计429
1021引言429
1022方法与参数430
1023闪锌矿过渡金属化合物430
1024纤锌矿结构的半金属铁磁体432
1025小结433
103纳米结构的量子性质及其相关效应433
1031引言433
1032量子尺寸效应434
1033库仑阻塞效应435
1034Fano效应437
1035Kondo效应439
104团簇及团簇催化性质440
1041引言440
1042团簇结构440
1043团簇的催化及氧化性质442
1044构造新的团簇组分和结构来设计新的高效催化剂446
105准二维体系中的d-波超导电性449
1051引言449
1052准二维Hubbard模型中的超导相变450
1053有关计算方法451
1054小结451
参考文献452

结束语454