Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures

Luận án tiến sĩ nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng các cấu trúc nano chức năng. Khám phá tiềm năng ứng dụng trong khoa học vật liệu và công nghệ.

Trường ĐH

harvard university

Chuyên ngành

Chemistry

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

128

Thời gian đọc

20 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tóm tắt nội dung

I.Tổng quan về Nanostructures và Vật liệu Nano chức năng

Nanostructures và vật liệu nano đang nhận được sự quan tâm lớn. Chúng thể hiện các tính chất độc đáo, khác biệt so với vật liệu khối. Luận án này tập trung vào việc tổng hợp và đặc trưng hóa các vật liệu chức năng ở dạng cấu trúc nano. Công việc bao gồm nghiên cứu về oxit kim loại, silicua kim loại và bán dẫn hợp chất. Những vật liệu này được chọn vì các đặc tính điện, từ và quang học đặc biệt. Mục tiêu là phát triển các phương pháp kiểm soát thành phần và hình thái của nanostructures. Điều này mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực công nghệ cao. Sự hiểu biết sâu sắc về các tính chất này là cần thiết cho sự tiến bộ của khoa học vật liệu nano.

1.1. Khái niệm và Đặc tính độc đáo của Nanomaterial

Vật liệu nano được định nghĩa là có ít nhất một chiều ở thang nanomet. Kích thước nhỏ này mang lại các tính chất vật lý khác biệt rõ rệt. Hiệu ứng kích thước lượng tử đóng vai trò quan trọng. Hiệu ứng bề mặt cũng ảnh hưởng đáng kể đến hành vi của nanomaterial. Các hiệu ứng này làm cho vật liệu nano có các đặc tính mới lạ. Chúng không thể tìm thấy ở vật liệu khối. Nhu cầu nghiên cứu và ứng dụng nanomaterial ngày càng tăng cao. Việc khai thác những đặc tính độc đáo này là chìa khóa để tạo ra công nghệ mới.

1.2. Phát triển phương pháp Tổng hợp Cấu trúc Nano chức năng

Các nhà nghiên cứu rất quan tâm đến việc phát triển phương pháp tổng hợp. Mục tiêu là kiểm soát chính xác thành phần và hình thái của nanostructures. Luận án này mô tả các cách tiếp cận tổng hợp cho nhiều loại vật liệu. Chúng bao gồm oxit kim loại, silicua kim loại và bán dẫn hợp chất. Mỗi loại vật liệu được lựa chọn vì các tính chất điện tử, từ tính, và quang học đặc biệt của chúng. Công việc này đặt nền tảng cho việc tạo ra vật liệu nano với các chức năng cụ thể. Sự kiểm soát chặt chẽ trong quá trình synthesis là yếu tố then chốt để đạt được hiệu suất mong muốn.

II.Tổng hợp và Đặc tính Nanocube Manganite đa chức năng

Nanocube manganite thể hiện các tính chất điện tử và từ tính đặc biệt. Chúng thuộc nhóm oxit kim loại chuyển tiếp. Luận án này mô tả quá trình synthesis của nanocube manganite pha tạp barium. Các nanocube này được tạo ra thông qua phương pháp hydrothermal. Mục tiêu là kiểm soát chặt chẽ các đặc tính của vật liệu. Việc điều chỉnh thành phần hóa học giúp tinh chỉnh sâu hơn tính chất điện và từ. Các phân tích cấu trúc, nguyên tố và từ tính đã được thực hiện để xác nhận thành công.

2.1. Phương pháp Hydrothermal cho Manganite Pha tạp Barium

Manganite là hệ thống oxit kim loại chuyển tiếp rất hấp dẫn. Chúng có sự đa dạng đáng kinh ngạc về tính chất điện tử và từ tính. Các tính chất này có thể được điều chỉnh thông qua pha tạp hóa học. Một phương pháp tổng hợp hydrothermal đã được phát triển. Phương pháp này tạo ra các nanocube manganite. Việc kiểm soát nhiệt độ, áp suất và thời gian phản ứng là rất quan trọng. Điều này đảm bảo hình thái và kích thước mong muốn của các nanocube. Phương pháp này cung cấp một con đường hiệu quả để chế tạo vật liệu nano manganite.

2.2. Điều chỉnh Tính chất Điện từ của Nanocube Manganite

Thành phần hóa học của nanocube manganite được điều chỉnh. Sự thay đổi tương đối của tiền chất hóa học được kiểm soát. Mức độ pH của dung dịch cũng được tinh chỉnh. Những điều chỉnh này cho phép thay đổi đáng kể các đặc tính điện và từ của vật liệu. Khả năng điều chỉnh này rất quan trọng. Nó giúp thiết kế vật liệu với các chức năng cụ thể. Từ đó, mở ra tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị điện tử và spintronics. Việc nghiên cứu mối quan hệ giữa thành phần và tính chất là trọng tâm.

2.3. Phân tích Cấu trúc Nguyên tố và Tính chất Từ tính

Nanocube manganite đã trải qua quá trình characterization chi tiết. Phân tích cấu trúc được thực hiện để xác định hình thái và độ kết tinh. Phân tích nguyên tố cung cấp thông tin về thành phần hóa học chính xác. Các phép đo từ tính được tiến hành trên các nanocube. Các phép đo này giúp hiểu rõ hơn về hành vi từ tính của vật liệu. Kết quả đặc trưng hóa nhất quán chứng minh thành công của chiến lược tổng hợp. Chúng cũng xác nhận khả năng kiểm soát tính chất thông qua pha tạp.

III.Chế tạo Nanowire Sắt Monosilicide và Phân tích

Nanowire sắt monosilicide (FeSi) là vật liệu với các tính chất điện tử và từ tính đặc biệt. Hợp chất này là chất bán dẫn có khe dải hẹp và thể hiện hành vi của một chất cách điện Kondo. Luận án này mô tả phương pháp tổng hợp pha hơi để tạo ra nanowire FeSi. Các nanowire được tạo ra có cấu trúc tinh thể đơn, tồn tại ở dạng thẳng và phân nhánh. Các phép đo điện và từ tính đã được thực hiện. Mục tiêu là khám phá các đặc tính độc đáo của vật liệu nano này. Công trình cung cấp cái nhìn sâu sắc về ứng dụng tiềm năng của FeSi nanowire.

3.1. Tổng hợp Pha hơi cho Nanowire FeSi Tinh thể đơn

Một phương pháp tổng hợp pha hơi đã được áp dụng. Phương pháp này nhằm tạo ra nanowire sắt monosilicide. Hợp chất liên kim loại cubic B20-type ε-FeSi rất quan trọng. Nó được biết đến là một chất bán dẫn có khe dải hẹp. Đồng thời, nó cũng hoạt động như một chất cách điện Kondo. Quá trình synthesis này được kiểm soát cẩn thận. Mục tiêu là đảm bảo chất lượng và độ tinh khiết của sản phẩm. Sự phát triển của các nanowire tinh thể đơn là một thành tựu quan trọng. Chúng thể hiện các đặc tính vật lý vượt trội so với vật liệu đa tinh thể.

3.2. Cấu trúc và Đặc tính Điện tử của FeSi Nanowire

Quá trình tổng hợp đã thành công trong việc tạo ra nanowire FeSi tinh thể đơn. Các nanowire này có hình dạng thẳng và phân nhánh. Điều này cho thấy khả năng kiểm soát morphology trong quá trình synthesis. Việc có nanowire tinh thể đơn là rất quan trọng. Nó giúp giảm thiểu ảnh hưởng của các khuyết tật. Đồng thời, nó làm nổi bật các đặc tính điện tử nội tại của vật liệu. Các đặc tính này bao gồm hành vi bán dẫn và cách điện Kondo. Hiểu rõ cấu trúc và tính chất điện tử của nanowire là cơ sở để phát triển ứng dụng.

3.3. Đo lường Điện và Từ tính trên Nanowire Đơn và Tập hợp

Các phép đo từ tính và điện đã được thực hiện rộng rãi. Chúng được tiến hành trên cả tập hợp nanowire và trên từng nanowire riêng lẻ. Việc đo lường trên nanowire đơn giúp loại bỏ hiệu ứng trung bình hóa. Nó cung cấp cái nhìn chi tiết về hành vi của vật liệu ở quy mô nano. Kết quả đo lường được thảo luận kỹ lưỡng. Chúng làm sáng tỏ mối liên hệ giữa cấu trúc nano và tính chất vật lý. Những thông tin này rất giá trị. Chúng hỗ trợ cho việc thiết kế và tối ưu hóa các thiết bị dựa trên FeSi nanowire.

IV.Phát triển Nanorod Chalcogenide Cadmium Heterojunction

Chương này nghiên cứu sâu về nanorod bán dẫn và heterostructure nanorod dọc. Trọng tâm là nanorod cadmium chalcogenide với các heterojunction tích hợp. Một phương pháp tổng hợp dung dịch-lỏng-rắn (SLS) đã được sử dụng. Phương pháp này cho phép kiểm soát chính xác cấu trúc và thành phần. Các heterojunction tích hợp là chìa khóa để tạo ra các tính chất mới. Việc characterization chi tiết về cấu trúc, điện và quang học đã xác nhận hiệu quả của chiến lược synthesis này. Công trình mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng quang điện tử.

4.1. Phương pháp Dung dịch Lỏng Rắn cho Nanorod Cd Chalcogenide

Một phương pháp dung dịch-lỏng-rắn (SLS) được khám phá. Phương pháp này dùng để tổng hợp nanorod cadmium chalcogenide. Cadmium chalcogenide là nhóm vật liệu bán dẫn quan trọng. Chúng có tiềm năng lớn trong nhiều ứng dụng quang điện tử. Phương pháp SLS cung cấp khả năng kiểm soát hình thái tốt. Nó cho phép tạo ra các nanorod với kích thước và hình dạng mong muốn. Đây là một chiến lược hiệu quả để sản xuất vật liệu nano bán dẫn chất lượng cao. Sự hiểu biết về cơ chế tăng trưởng SLS là cần thiết.

4.2. Chế tạo Heterojunction Trục trong Nanorod Bán dẫn

Nanorod cadmium chalcogenide được tổng hợp với các heterojunction tích hợp sẵn. Các heterojunction này được hình thành theo chiều dọc của nanorod. Cấu trúc heterojunction trục này rất quan trọng. Nó tạo ra các giao diện vật liệu khác nhau bên trong một cấu trúc nano duy nhất. Việc kiểm soát vị trí và thành phần của heterojunction là một thách thức. Tuy nhiên, nó mang lại khả năng điều chỉnh các tính chất điện tử và quang học. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc thiết kế các nanostructure phức tạp.

4.3. Đánh giá Tính chất Cấu trúc Điện và Quang học của Heterostructure

Các heterostructure đã được đặc trưng hóa một cách toàn diện. Phân tích cấu trúc cung cấp thông tin về hình thái và sự kết tinh của nanorod. Các phép đo điện làm sáng tỏ khả năng vận chuyển điện tích qua giao diện heterojunction. Phép đo quang học khám phá các đặc tính phát xạ và hấp thụ ánh sáng. Kết quả characterization nhất quán đã chứng minh sự thành công của chiến lược tổng hợp. Chúng xác nhận rằng các nanorod có heterojunction tích hợp hoạt động như mong đợi. Điều này có ý nghĩa lớn cho việc phát triển các thiết bị mới.

V.Nghiên cứu Quang Phát Xạ Nanorod CdSe Đơn Lẻ

Chương cuối cùng của luận án tập trung vào nghiên cứu electroluminescence. Nó được thực hiện trên các thiết bị nanorod CdSe keo đơn lẻ. Các thiết bị này được chế tạo với cấu trúc transistor. Các tính chất điện và quang học được đo đồng thời ở nhiệt độ thấp. Mục tiêu là khám phá mối liên hệ giữa vận chuyển điện tích và phát xạ ánh sáng. Các hiện tượng như Coulomb blockade và sự tăng dòng siêu tuyến tính đã được quan sát. Công trình này cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế phát xạ ánh sáng ở cấp độ tinh thể nano đơn lẻ.

5.1. Chế tạo Thiết bị Transistor từ Nanorod CdSe keo

Nghiên cứu electroluminescence được thực hiện trên các thiết bị. Chúng sử dụng nanorod CdSe keo đơn lẻ. Các thiết bị này được chế tạo với cấu trúc transistor. Cấu trúc transistor cho phép kiểm soát dòng điện qua nanorod. Nó cũng cho phép nghiên cứu phản ứng quang học đồng thời. Việc sử dụng nanorod keo cung cấp sự linh hoạt. Nó giúp trong việc tích hợp vật liệu nano vào các thiết bị thực tế. Việc chế tạo thiết bị đáng tin cậy là bước đầu tiên quan trọng.

5.2. Hiện tượng Coulomb Blockade và Phát xạ Quang phổ rộng

Tính chất điện và quang học của các thiết bị được đo đồng thời. Các phép đo được thực hiện ở nhiệt độ thấp. Ở điện áp phân cực thấp, các thiết bị hiển thị hành vi Coulomb blockade. Đây là một hiện tượng quan trọng trong vật lý nano. Ở điện áp phân cực cao hơn, dòng điện tăng lên một cách siêu tuyến tính. Hiện tượng này đi kèm với electroluminescence. Quang phát xạ có phân bố phổ rộng. Những quan sát này cung cấp bằng chứng về cơ chế vận chuyển điện tích độc đáo.

5.3. Phân tích Tương tác Vận chuyển Điện tích và Phát xạ Ánh sáng

Các phép đo đã cho phép khám phá sự tương tác. Đây là sự tương tác giữa vận chuyển điện tích và phát xạ ánh sáng. Sự hiểu biết về mối quan hệ này là rất quan trọng. Nó giúp thiết kế các thiết bị quang điện tử hiệu quả hơn. Một cơ chế phát xạ ánh sáng đã được đề xuất. Cơ chế này giải thích các quan sát thực nghiệm. Nó cung cấp một khuôn khổ lý thuyết. Điều này giúp hiểu rõ hơn về hoạt động của transistor tinh thể nano đơn lẻ. Công trình này có ý nghĩa lớn cho việc phát triển optoelectronics.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (128 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

HARVARD UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF ARTS AND SCIENCES DISSERTATION ACCEPTANCE CERTIFICATE The undersigned, appointed by the: Department of Chemistry and Chemical Biology have examined a thesis entitled: Synthesis and Characterization of Functional Nanostructures presented by: Lian Ouyang candidate for the degree of Doctor of Philosophy and hereby certify that it is worthy of acceptance. Signature Typed name. Professor Hongkun Park, Advisor Š1pnalun. Professor Charles Lieber, Chemistry SRE oypJor OE he.

Typed name Professor Xiaowei Zhuang, Chemistry Date, 22 August 2006 Synthesis and Characterization of Functional Nanostructures A thesis presented by Lian Ouyang to The Department of Chemistry and Chemical Biology in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in the subject of Chemistry Harvard University Cambridge, Massachusetts Submitted in August 2006 UMI Number: 3245177 Copyright 2006 by Ouyang, Lian All rights reserved. INFORMATION TO USERS The quality of this reproduction is dependent upon the quality of the copy submitted. Broken or indistinct print, colored or poor quality illustrations and photographs, print bleed-through, substandard margins, and improper alignment can adversely affect reproduction. In the unlikely event that the author did not send a complete manuscript and there are missing pages, these will be noted.

Also, if unauthorized copyright material had to be removed, a note will indicate the deletion. ® UMI UMI Microform 3245177 Copyright 2007 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved. This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code.

ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P. Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 ©2006 Lian Ouyang All rights reserved. This thesis is dedicated to my husband and my parents. ill Synthesis and Characterization of Functional Nanostructures Advisor: Prof.

Hongkun Park Lian Ouyang Harvard University August 2006 Abstract Nanostructured materials or nanomaterials are generally considered to possess at least one dimension on the nanometer scale. The physical properties of nanomaterials often differ significantly from those of bulk materials, largely due to quantum size effects and surface effects. Because of these unique properties and their potential applications, there is a great deal of interest in developing methods for controlling the composition and morphology of nanostructures. This thesis describes approaches to the synthesis and characterization of several functional materials in a nanostructured form, including metal oxides, metal silicides, and compound semiconductors.

These materials were chosen because they exhibit unique and useful electronic, magnetic, and optical properties. The first chapter provides a brief introduction to nanotechnology, nanomaterials, and the organization of this thesis. The second chapter describes the synthesis and structural, elemental, and magnetic characterization of bartum-doped lanthanum manganite nanocubes. Manganite is an attractive transition-metal-oxide system because there is an incredible variety in their electronic and magnetic properties that may be tuned by chemical doping.

We developed a hydrothermal synthesis of manganite nanocubes 1V whose chemical doping was adjusted by changing the relative abundance of chemical precursors and the solution pH levels. The third chapter presents a vapor-phase synthesis of iron monosilicide nanowires and the characterization of the product. The cubic B20-type intermetallic compound ¢- FeSi is a narrow band-gap semiconductor and a Kondo insulator. The synthesis yields straight and branched single-crystalline FeSi nanowires.

Magnetic and electrical measurements were performed on the nanowire ensembles and on individual nanowires and the results were discussed. The following two chapters focus on semiconductor nanorods and axial nanorod heterostructures. Specifically, the fourth chapter explores a solution—liquid—solid method for the synthesis of cadmium chalcogenide nanorods with built-in heterojunctions. Structural, electrical and optical characterization of the heterostructures consistently demonstrated the success of this synthetic strategy.

The final chapter presents an electroluminescence study on individual colloidal CdSe nanorods devices with a transistor geometry. The electrical and optical properties of the devices were measured simultaneously at low temperature. The devices displayed Coulomb blockade behavior at low bias voltages. At higher bias voltages, we observed a superlinear increase in current with bias, accompanied by electroluminescence with a broad spectral distribution.

These measurements enabled us to explore the interplay between charge transport and light emission in a single-nanocrystal transistor and propose a light emission mechanism. Acknowledgement If I can live up to the average lifespan—eighty years, I only have 16 five-years. I consider myself extremely fortunate to have spent one sixteenth of my life at the graduate school of Harvard University. The last five years has been the most rewarding and unimaginable period of my life.

In the process of ‘surviving’ graduate school, trying- failing-trying different projects, meeting all kinds of incredible people in and out of Harvard, I have had a chance to know myself better, to know this country better, and hopefully to know science better. I have to thank many people for their support during this unforgettable period of my life, without whom the research presented in this thesis could not have been accomplished. I must first thank my advisor, Professor Hongkun Park, for his shepherding and guidance throughout my five years as a group member. I will be always indebted to him because I would have been separated from my husband for the last five years without his kind help.

I have learned from him not only the scientific thinking but also the effective communication of thoughts, honesty and courage of self-criticizing. I would like to thank Professor Lieber and Professor Zhuang for serving on my Graduate Advising Committee and giving valuable suggestions to this thesis. I am deeply appreciative to my husband, Nan, who has always been supportive and giving. I am grateful for his indulgence and trust in me.

I am blissful to have him as my closest friend, a “mentor”, a “cheer leader’, a “chauffeur”, and most importantly a loving and caring husband. Jeff Urban has been an integral part of my research and non-scientific experience at Harvard. He never hesitated in giving me advice and help whenever I vi asked him. He taught me how to put septa onto flasks in the glove box (believe me, it is absolutely a critical training for someone who has no previous experience in using the glove box); how to clean schlenk line; how to seal quartz tubes; how to differentiate ‘tower’ and ‘towel’; how to learn new things—wun poco per dia.

I want to thank Junqiao, Qian and Kristin who have always been around to answer my questions no matter how trivial they are. I owe a lot of thanks to all the current and former group members who have made my life in the group a memorable experience. I also want to thank Dr. Chenyan Wen, Mr.

Xi Wang and Dr. David Bell for their selfless help with the high-resolution TEM. I couldn’t get those beautiful TEM images of the nanostructures I made without them. I have to thank many of my classmates: Yi-wen, Ked, Daina, Amethyst, Chen, Carl, Yue, Isaac, Vijay, Jake, Ping, Gengfeng and Xiaolin.

(If I forget any names, please believe me that I appreciate their friendship as much.) Besides having fun with them, I also learned quite different yet invaluable lessons from them outside classroom and laboratory. Finally, my greatest thanks go to my parents for their understanding and encouragement through the way. Their ineffable influence contributes a totally different yet absolutely essential part of this thesis work. They have been always worried about what I was worried about and excited about what I was excited about.

I don’t know how to truly thank them. Vil Table of Contents Chapter 1: InfroducfÏOI. NANOTECHNOLOGY AND NANOMATTERIALS. Terminology and history 0ƒ nanofechHOÏOBV.

Nanomaterials and ways t†o make th€HN. àcccctnTt Tnhh ng the 4 1. QVERVIEW OF THE THESIS. --LÁ Ă HT TH HH nà TH Hệ 10 1.

ốẳốắ 12 Chapter 2: Synthesis and Characterization of Mixed-Valence Manganite Nanocubes. INTRODUCTION TO MIXED-VALENCE MANGANITES. LH ng ưêc 17 PIN NT, 42. Rich phase điagrams 0ƒ ItAHBGHÌ[€S.

sàng HH noi 22 2. HYDROTHERMAL SYNTHESIS OF LA¡. Brieƒfintroduction to Hydrothermal methodi. Synthesis of LBMO nanocubes with controllable doping.

Characterization oƒ mangqnite nahOCH€. HYDROTHERMAL SYNTHESIS OF LA¡. CONCLUSION AND FUTURE DIRECTIONS. nh HH Hư HH Hy 42 "N00 901.

43 Chapter 3: Vapor Phase Synthesis and Characterization of ¢-FeSi E111. INTRODUCTION TO E-FESI. ngĐT ng 49 Vill 3. VAPOR-PHASE SYNTHESIS OF 8-FESI NANOWIRES.

Ung ng ng Hs nen ng vêy 52 3.3 CHARACTERIZATION OF FESI NANOWIRES. HH HH ng Hà HT Thy 55 3.1 Structural and compositional Characterization .2 Magnetic characterization 0ƒ FeSĩ HGHOWÌF§.3 Transport measurement of individual FeSi Hañ1OWÌY€S.- HH HH HH TH TH TT TT HH HH Tà TH TT TH TH TH 64 3. Ăn Hàn TH HH TH HH Ti TT 66 Chapter 4: Synthesis and Characterization of CdE (E = S, Se) Nanorod Heterostructures. Gv TT TH TH TT TH KH tiệt 70 4.

SYNTHESIS OF CDE NANOROD HETEROSTRUCTURES. nh HH HH TH TT HT HT ng HT HH 73 4. Ăn TH TH KT HH Hit 74 4. CHARACTERIZATION OF CDE NANOROD HETEROSTRUCTURES.

DISCUSSION ON THE EXPERIMENTAL RESULTS. TH TH KT KH TK kh cu 9 kg 6698190 11 87 Chapter 5: Electroluminescence from a Single CdSe Nanorod Transisfor. MOTIVATIONS OF RESEARCH ON INDIVIDUAL NANOCRYSTALS.- càng TH TH Hà nh TH HH TH ni ĐH Hit 93 3. Synthesis oƒ CdSe HaHOYOđÌS.

SH HH Hi Hư nai 93 5. Low-temperature electrolumin€esC€HC€ Il€ASUFGIHGHÍ. Inelastic scattering IHOđ€Ï. sàng HT ngư 100 1X 5.

REFERENCES Appendix 1: Experimental conditions assessed for work presented in Chapf€Y .0804 0600006000 106 Appendix 2: Experimental conditions assessed for work presented in Chapf€T Ổ. 0 T00 00940000900 0609080 0080080890 109 Appendix 3: Supporting information for work presented in Chapter 4 Chapter 1 Introduction Nano means extremely small. The word originated from Greek nanos, meaning dwarf. Nowadays, it is used as a standard prefix in the list of physical units and stands for one billionth (10°).

A size map of some representative small objects including ‘nano’- crystals is illustrated in Figure 1 [1]. The term nanotechnology broadly refers to the science and technology on the nanometer (1 nm = 10° meter) scale. It is an emerging field of research and development dedicated to increasing control over physical structures of nanoscale size (1 to 100 nm) in at least one dimension [2, 3]. This chapter serves as a brief introduction to certain aspects of this field and provides a general overview for the research work presented in this dissertation.

The first section is a brief review of the history and recent development in nanotechnology as well as nanomaterials. The following section explores the reasons why nanomaterials have been stunningly attractive over the past decade or so. The concluding section presents an overview of the following chapters of this thesis. 1,000 nrn— 100 nm — Figure 1.

Sizes of representative small objects. (Image copyright Bioimaging Laboratory, University of Wales.) (c) Polygonum pollen grain. (Image copyright David Scharf.) (d) Red blood cells. (Image copyright Tina Weatherby-Carvalho, MircroAngela.

Figure adapted from reference [1]. Nanotechnology and nanomaterials 1. Terminology and history of nanotechnology Nanotechnology should really be called “nanotechnologies” since there is no single field of nanotechnology. It is a “cluster of emerging techniques from solid-state technology, biotechnology, chemical technology and scanning-probe technology that converge “top- down’ and ‘bottom-up’ to the nanoscale” [3].

“Top-down” refers to the increasingly precise downsizing of macroscopic materials to nanometer scale while “bottom-up” refers to synthesis from individual molecules or atoms. The latter is the core idea that guided the work presented in this dissertation. The term "nanotechnology" was defined by Professor Norio Taniguchi of Tokyo Science University in a 1974 paper [6]. In the 1980s the basic idea of this definition was explored in much more depth by Dr.

Eric Drexler, who promoted the technological significance of nano-scale phenomena and devices through speeches and the books: “Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology” and ‘““Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation”. Nonetheless, long before the term was coined, physicist Richard Feynman mentioned some of the distinguishing concepts in nanotechnology in the lecture “There's Plenty of Room at the Bottom” at an American Physical Society meeting in 1959.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Từ khóa và chủ đề nghiên cứu


Câu hỏi thường gặp

Luận án "Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng các cấu trúc nano chức năng. Khám phá tiềm năng ứng dụng trong khoa học vật liệu và công nghệ.

Luận án "Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại harvard university. Năm bảo vệ: 2006.

Luận án "Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures" thuộc chuyên ngành Chemistry. Danh mục: Khoa Học Giáo Dục.

Luận án "Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures" có bao nhiêu trang?

Luận án "Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures" có 128 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Luận án tiến sĩ: Synthesis and characterization of functional nanostructures" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter