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目 录 1

第1章 电沉积量子点——通过半导体与衬底之间的晶格失配控制其尺寸 1

1.1 引言 1

1.2 CdSe/Au体系 3

1.3 半导体点阵间隔的调整——Cd（Se,Te）/Au 5

1.4 衬底点阵间隔的调整——CdSe/Pd 6

1.5 在Au和Pd衬底上沉积较厚的CdSe层 8

1.6.1（Cd,Zn）Se/Au 9

1.6 其他半导体－衬底组合体系 9

1.6.2CdS/Au 11

1.6.3 CdS/Pd 13

1.6.4 CdSe/Au-Pd 14

1.7 带隙测量 17

1.8 结论与展望 20

致谢 21

参考文献 21

第2章有序体系的纳米粒子取向生长 23

2.1 导言 23

2.2.1 磷酸锆多层膜中的磷酸锌沸石的生长 25

2.2 在自组装单（分子）层和多层膜上的取向晶体生长 25

2.2.2 在自组装单层膜上取向生长磷酸铝沸石晶体 26

2.2.3在自组装多层膜上取向陶瓷薄膜的成核与生长 26

2.3 在LB膜上的外延晶体生长 27

2.4 朗缪尔单层膜为模板的外延晶体生长 28

2.4.1 借助朗缪尔单层膜进行半导体纳米粒子的外延生长 28

2.4.2 在花生酸（AA）和十八胺（ODA）单层膜情况下PbS 28

晶体的制备 28

2.4.3 PbS晶体结构形态与其物理化学性质之间的关系 31

2.4.4 在花生酸单分子层上外延生长硫化镉（CdS）纳米粒子 34

2.4.5 利用花生酸（AA）单（分子）层膜外延生长PbSe晶体 36

2.5在单（分子）层膜上的氯化钠晶体生长 38

2.5.1 在脂族醇单层膜上的冰成核 39

2.5.2 在醇类单层膜上的冰成核动力学 42

2.6 生物矿化 42

2.6.1 利用朗缪尔单层膜进行CaCO3的生长 43

2.6.2 利用表面活性剂单层膜进行硫酸钡的外延生长 45

2.6.3 在朗缪尔单层膜上石膏（CaSO4·2H2O）的取向成核 47

参考文献 48

第3章超晶格和纳米复合材料的电沉积 50

3.1 导言 50

3.2 无机材料的电沉积 51

3.2.1 硫属元素化金属的电沉积 52

3.2.2金属氧化物的电沉积 53

3.3 纳米固体（相）材料的电沉积 54

3.3.1 在纳米杯（Nano-beaker）中的生长 54

3.3.2 扫描探针纳米刻蚀法 54

3.3.3 量子点的外延生长 55

3.3.4超晶格的电沉积方法 55

3.4超晶格的分析表征 56

3.4.1 X射线衍射 56

3.4.2扫描探针显微镜 58

3.5 外延生长的原位（In Situ）研究 59

3.6 纳米复合材料的电沉积 60

3.7 展望 64

致谢 64

参考文献 64

第4章在有序化表面活性剂组装中纳米粒子生长的尺寸与形态控制 67

4.1 引言 67

4.2 逆胶束 69

4.2.1 金属Cu粒子的合成及其光学性质 69

4.2.2 半导体半磁性量子点的合成及其光学性质 72

4.3水包油（型）胶束 74

4.3.1 磁性流体：合成与性质 74

4.3.2金属铜粒子形状的控制 79

4.4互联式体系 81

4.5 平衡态洋葱型和平面型层状相 84

4.6 球粒 85

4.7 二维（2D）和三维（3D）超晶格中纳米粒子的自组织化 87

4.7.1硫化银-（Ag2S）n-自组装 89

4.7.2 银金属纳米粒子的自组装 92

4.8 结论 94

致谢 95

参考文献 95

第5章硅纳米团簇的合成 98

5.1 引言 98

5.2 量子限制 98

5.3 半导体纳米团簇的研究进展 100

5.3.1 硅钠米团簇的进展 101

5.3.2硅的晶体结构 101

5.3.3硅的能带结构 103

5.4.1硅烷（类）分解合成法 104

5.4硅纳米团簇的合成方法 104

5.4.3硅纳米粒子的溶液合成 105

5.4.2 由多孔硅合成硅纳米粒子 105

5.5分析表征 107

5.5.1红外光谱 107

5.5.2 电子显微分析 108

5.5.3吸收谱 110

5.5.4光致发光光谱 110

致谢 112

参考文献 112

5.6 小结 112

第6章富勒烯与纳米粒子的二维晶体生长 114

6.1引言 114

6.2纯富勒烯 115

6.2.1 纯富勒烯C60和C70薄膜 115

6.2.2 纯富勒烯C60和C70的LB薄膜 117

6.2.3 在双亲性基体分子层中生长纯C60的LB膜 119

6.3 官能化富勒烯衍生物的LB膜 120

6.3.1 单官能富勒烯衍生物 120

6.3.2 带有亲水基的单官能富勒烯衍生物 121

6.3.3 多官能富勒烯衍生物 125

6.3.4 将薄膜转移到固体衬底上 127

6.4 富勒烯共价键连接自组装单层薄膜和官能化富勒烯衍 128

生物自组装单层薄膜 128

6.4.1 含超分子对富勒烯自组装单层薄膜 130

6.4.2 官能富勒烯衍生物通过静电作用的自组装 131

6.5 展望与应用 131

致谢 132

参考文献 132

7.1 引言 139

第7章嵌段共聚物胶束中的金属胶体：形成及材料性质 139

7.2 双亲嵌段共聚物作为胶体专用保护体系的研究现状 141

7.3 双亲嵌段共聚物及其聚集行为化学；胶束填充及束内键联 142

7.3.1 双亲嵌段共聚物 142

7.3.2双亲嵌段共聚物胶束的聚集行为 144

7.3.3金属盐的掺入 145

7.4在有机溶剂中存在双亲嵌段共聚物时的金属胶体合成 147

7.4.1 在胶束内芯的金属胶体合成：纳米反应器 147

7.4.2快速均相还原 148

7.4.3缓缓均相还原 149

7.4.4 利用非均匀界面反应合成金属胶体 150

7.4.5 由双亲嵌段共聚物胶束制备均相胶体及混合聚集体 154

7.5 在水或相关极性溶剂中存在双亲嵌段共聚物时金属胶体的合成 156

7.5.1 疏水－亲水嵌段共聚物的胶束形成和金属盐 156

与亲水壳体的相互作用 156

7.5.2 在“双亲水”嵌段共聚物中的胶体合成 157

7.6 双亲嵌段共聚物稳定化金属胶体的催化性质 159

7.7 双亲嵌段共聚物稳定化Co胶体的磁学性质 161

7.8结论与展望 162

参考文献 163

第8章硅纳米粒子的等离子体生长及晶化处理 165

8.1导言 165

8.2实验方法 166

8.2.1 粉末制备及其退火 166

8.2.2透射电子显微技术 167

8.2.3振动光谱技术 167

8.2.4 等离子体和原位粉末诊断 168

8.3硅纳米粒子的结构 170

8.3.1结构形态 170

8.3.3 红外光谱 172

8.3.2振动光谱技术 172

8.3.4 拉曼谱 173

8.4硅纳米粒子合成及相关性质 175

8.4.1 粉末的初级粒子 175

8.4.2粉末形成及其凝聚 178

8.4.3粉末动力学 181

8.4.4粉末特性的原位诊断与检测 181

8.5硅纳米粒子的加工处理 184

8.5.1晶化 184

8.5.3热力学 188

8.5.2烧结 188

8.5.4动力学 190

8.6 结论与展望 192

致谢 193

参考文献 193

第9章纳米结构半导体薄膜中的电子转移过程 197

9.1导论 197

9.2 纳米结构半导体薄膜制备及其表征 198

9.2.1 由胶态悬浮体制备薄膜 199

9.2.2化学沉淀方法 200

9.2.5表面改性 201

9.2.3 电化学沉积方法 201

9.2.4 自组装层 201

9.3光学性质 202

9.3.1 电子储存和光致变色效应 202

9.3.2 光电流的产生 203

9.3.3 宽带隙半导体的光敏化 205

9.3.4光催化 206

9.4 半导体薄膜中的电子转移及其机理 208

9.4.1 电荷由受激染料注入半导体纳米团簇 208

9.4.2 电荷注入过程的动力学 209

9.4.3 在半导体－染料界面处电子转移的调制 212

9.4.4反向电子转移 214

9.4.5 半导体薄膜中的电荷输运 216

9.5结论 217

致谢 217

参考文献 217

第10章在纳米孔薄膜中的纳米粒子模板合成方法 222

10.1 引言 222

10.2.1“径迹蚀刻”聚合物薄膜 223

10.2.2多孔Al2O3薄膜 223

10.2所使用的薄膜 223

10.2.3其他纳米孔材料 225

10.3模板合成之方略 225

10.3.1 电化学沉积 225

10.3.2无电沉积 227

10.3.3化学聚合反应 227

10.3.4溶胶－凝胶沉积 228

10.3.5化学气相沉积 229

10.4复合纳米结构 230

10.5.1 金纳米粒子的制备 233

10.5 金纳米粒子的光学性质 233

10.5.2 结构特征 234

10.5.3光学特性 234

10.6 纳米电极系统（NEE） 235

10.6.1合成 235

10.6.2 NEE的电流响应 236

10.6.3检测极限 239

10.7金属纳米管薄膜 240

10.7.1合成与制备 240

10.7.2 离子选择性薄膜 240

10.8.1 结构特征 242

10.8 半导体纳米管和纳米纤维 242

10.8.2光催化特性 243

10.9结论 244

致谢 245

参考文献 245

第11章 纳米粒子聚集体光催化特性与其结构形态的相关性研究 248

11.1 引言 248

11.2 TiO2气凝胶 250

11.2.1 结构形态 250

11.2.2结构控制 251

11.3.1拉曼散射 252

11.3 协同结构的演变 252

11.4量子效率 255

致谢 257

参考文献 257

第12章Zeta（ζ）电势与胶体反应动力学 258

12.1 引言 258

12.2 金属氧化物周围的双电层（EDL） 259

12.2.1 亥姆霍兹（Helmholtz）区 259

12.2.2扩散层 261

12.2.3微米（尺寸）胶体粒子情况下的扩散层 262

12.2.4 纳米粒子情况下的扩散层 263

12.2.5 普通纳米粒子的ZOS模型 264

12.2.6 零点电荷和等电点 266

12.3 胶体电子转移动力学——理论 267

12.3.1 质量转移限制型反应 267

12.3.2 活化控制型电子转移 269

12.3.3 在活化控制与质量转移限制之间的转变 270

12.4.1 pH值的影响 271

12.4.2 电解质浓度对电子转移的影响 271

12.4 胶体动力学——实验数据 271

12.4.3 ζ电势和自由基电荷对电子转移速率的影响 272

12.4.4非能斯特反应 276

12.4.5在其他体系上的推广 277

12.5 Zeta（ζ）电势对自由基捕获率的影响 277

12.6 胶体成核和纳米粒子稳定性 280

12.6.1 胶体氧化还原化学中有待解决的问题 282

致谢 285

参考文献 285

13.1 引言 287

第13章三维基体中的半导体纳米粒子 287

13.2材料问题 288

13.3光学性质 292

13.4输运性质 298

13.5展望 309

致谢 309

参考文献 309

第14章 纳米金属氧化物半导体－溶液界面的电荷转移：电致变色－电池界面和光伏打－光催化界面行为之间的力学和能量学联系 312

14.1 引言 312

14.2.1 V2O5 314

14.2 电致变色 314

14.2.2 MoO3 315

14.2.3 WO3 315

14.3光生伏打学 316

14.3.1 现状概述 316

14.3.2 TiO2 317

14.3.3 SnO2 320

14.3.4 ZnO 320

14.4 能量学方面的考虑 320

14.4.1势能 320

14.4.2反应性的含义 322

14.5 结论 323

致射 323

参考文献 323

第15章纳米粒子中介型单电子导电性 325

15.1 引言 325

15.2历史评述 326

15.2.1 单电荷的概念 326

15.2.2理论 328

15.2.3 实验结果 329

15.2.4技术应用 330

15.3 单电子导电性 331

15.3.1 半经典模型 331

15.3.2静电考虑 333

15.3.3 单电子体系中的电流 335

15.4 纳米粒子作为中介的单电子导电性 336

15.4.1 作为电子陷阱的纳米粒子 337

15.4.2 纳米粒子的电容量 338

15.4.3 纳米粒子尺寸的影响 339

15.5结论 340

参考文献 341

16.1 引言 344

16.2杂型超分子 344

第16章杂型超分子化学 344

16.2.1 杂型超分子的共价型组装 345

16.2.2 杂型超分子的非共价型自组装 347

16.2.3 引入杂型超分子概念的重要性 351

16.3 杂型超分子组装 351

16.3.1 共价杂型超分子组装 351

16.3.2 非共价杂型超分子体系 355

16.4 杂型超分子化学和分子规模器件 358

16.3.3 杂型超分子体系给我们带来的启示 358

参考文献 360

第17章沸石中的纳米团簇 362

17.1 引言 362

17.2在沸石主体材料中进行纳米粒子的合成 363

17.2.1 沸石结构 363

17.2.2 利用沸石进行金属粒子和离子团簇的合成 366

17.3 沸石主体材料中纳米粒子的表征 372

17.3.1 银及卤化银沸石 372

17.3.2 沸石的碱金属及其离子团簇 378

17.3.3 沸石的过渡金属团簇 385

17.3.4其他 390

17.3.4.1 发光Si的新形态 390

17.3.4.2 沸石中的半导体纳米团簇 393

17.3.4.3量子链 395

17.3.4.4微孔半导体 395

17.4 展望 397

致谢 397

参考文献 397

18.1 引言 401

第18章纳米粒子和纳米结构薄膜的研究现状与展望 401

18.2 纳米粒子和纳米结构薄膜的研究现状 402

18.2.1定义 402

18.2.2纳米粒子的化学制备方法 402

18.2.3 复合纳米粒子、纳米粒子阵列和纳米结构薄膜的制备 410

18.3 半导体纳米粒子与其体相半导体性质的比较 415

18.4发展趋势与展望 420

致谢 421

参考文献 422