论文摘要
因为一维纳米材料具有纳米级的直径、大的长径比、高的各向异性、各种奇异的结构和奇特性能等特点,吸引了国内外学者极大的兴趣,可能成为未来信息、能源领域的基础材料,是国际材料研究的前沿领域。在材料学方面,B元素占有独特的地位。因为B元素具有很强的成键本领,以及其单质和化合物具有复杂多变的结构。本论文其中的一个研究内容是我们在相对低温条件下,采用化学气相沉积法（CVD）在镀有Au膜的Si衬底上成功制备了大规模的晶体Boron（B）纳米线。实验采用两种无毒且经济的固体粉末作为反应物。利用扫描电镜（SEM）,透射电镜（HRTEM）,选区电子衍射（SADE）和X光电子谱分析仪器（XPS）对不同的B纳米线样品的结构,表面形貌及成分进行分析研究。研究发现,制备的纳米线的直径约为80-150 nm,长度可达几十微米。SAED和HRTEM分析结果证明所制备的B纳米线的结构为单晶内核且外包覆了一层较薄的氧化层。我们通过比较不同温度条件下制备出的B纳米线,得出在950°C温度下B纳米线的生长速率较慢,而在1000°C温度下得到B纳米线的适宜生长速率。这个结果说明在1000°C温度下可通过一步CVD方法制备B纳米线,且过高的温度条件（≥1200°C）并不是必要的。在生长的纳米线的顶端出现球形的纳米小颗粒说明B纳米线的生长机制是气-液-固（VLS）机制。Au催化剂在B纳米线生长的成核过程中起着重要的作用,它诱导B纳米线的生长。文章还在分析微结构和表面形貌的基础上对B纳米线的生长机制和影响因素进行了讨论。近来,微/纳米系统的研究在科学和科技领域引起了研究者们的广泛关注。而其中为微/纳米系统供电的微/纳米电源系统更是纳米电子学和压电领域的研究热点。本论文的另一个研究内容是采用CVD法在镀有Au膜的Si衬底上成功制备了大规模的晶体ZnO纳米线。ZnO的生长机理是VLS机理。本文提出了一个新的利用单根ZnO线组装微/纳米发电机系统的新方法。ZnO微/纳米发电机是通过吸收外界的电磁辐射能将之转换成电能输出。本实验的另一个创新点是采用不同的金属（Pt, Au, Cu, Al, Zn, Ag）作为发电机的接触电极,然用检流计检测不同微/纳米发电机模型的输出信号,分析不同长度-直径的ZnO线,不同微/纳米发电机和电磁波发射器的距离,不同电磁辐射信号交变场极化方向对其输出信号的影响。该发电机发电的基本原理是ZnO线的电磁感应极化特性和金属接触电极和ZnO线之间形成的电流单向导通的肖特基结。