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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）/Au5

1.4 衬底点阵间隔的调整——CdSe/Pd6

1.5 在Au和Pd衬底上沉积较厚的CdSe层8

1.6.1（Cd,Zn）Se/Au9

1.6 其他半导体－衬底组合体系9

1.6.2CdS/Au11

1.6.3 CdS/Pd13

1.6.4 CdSe/Au-Pd14

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PbS28

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 V2O5314

14.2 电致变色314

14.2.2 MoO3315

14.2.3 WO3315

14.3光生伏打学316

14.3.1 现状概述316

14.3.2 TiO2317

14.3.3 SnO2320

14.3.4 ZnO320

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