激光蒸发法下高压氩气中锗碳核壳纳米线的生长研究

本研究论文聚焦于"在不添加其他金属催化剂的情况下，高压氩气中激光汽化法合成锗碳核壳纳米线"这一前沿领域。研究人员在Mie大学工程学院的化学材料学分部，利用连续波激光蒸发技术，将锗和石墨复合靶材置于高压（0.1-0.9 MPa）的氩气环境中进行实验。生成的锗碳核壳纳米线（Ge-C NWs）表现出显著的结构特性：核心层为结晶态的锗（Ge），而外壳层则是非晶态的碳（C）。 纳米线的尺寸范围相当精确，其厚度在15-80纳米之间，长度小于1微米。值得注意的是，纳米线中的Ge含量对纳米线在沉积物中的比例有着直接影响，当Ge含量达到40%时，纳米线的生成量达到峰值。这表明控制Ge成分对于调控纳米线的形成至关重要。 随着氩气压力的增加，纳米线的厚度也随之增大，显示出一个正相关的趋势。研究还揭示了一个重要的观察结果，即纳米线的两个直径（可能指的是径向和轴向尺寸）与其顶端相连的纳米粒子（NP）的尺寸存在密切关联。这种现象暗示了生长过程中可能涉及到纳米粒子的尺寸控制，可能是通过形成具有特定大小和组成的液态熔融NP，以及Ge和C的沉淀并随后相分离的过程实现的。 论文详细地探讨了这种激光汽化方法的生长机制，强调了在高压氩气环境下，没有额外金属催化剂的参与也能成功制备出高质量的锗碳核壳纳米线。这项研究不仅拓展了对纳米线合成技术的理解，也为未来设计和优化新型纳米材料提供了新的思路和实验路径。它发表在《材料科学与应用》杂志上，国际标准连续出版物编号为ISSN Online:2153-1188 和 ISSN Print:2153-117X，doi:10.4236/msa.2017.812061，发表日期为2017年11月7日。