Catalyst-free MBE growth of PbSnTe nanowires with tunable aspect ratio
针对SnTe拓扑晶体绝缘体因Sn空位导致高空穴密度阻碍表面拓扑输运测量的问题，本文提出无催化剂分子束外延生长单晶PbSnTe纳米线的方法，通过预沉积控制成核相并调至四倍纵横比，为探测拓扑表面态提供特定形貌纳米线。
2024-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Stable Co-Catalyst-Free Photocatalytic H2 Evolution From Oxidized Titanium Nitride Nanopowders
在目前的工作中，一个简单的策略是用来热氧化TiN纳米粉末（约。20 nm）到TiO 2：Ti 3+：N化合物的锐钛矿相。与这种化合物的金红石相相反，这种光催化剂在AM 1.5条件下提供了析氢的光催化活性-这不使用任何贵金属助催化剂。此外，光催化剂在延长的时间段内（测试4个月）是活性和稳定的。重要的是，为了实现成功转化为活性多晶型物，需要足够小的TiN起始颗粒。催化的关键因素是稳定助催化活性的Ti 3+物质，使其不被起始材料中存在的氮氧化。
2016-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Heterogeneous nucleation of catalyst-free InAs nanowires on silicon
本文报道了用化学束外延法在Si（111）衬底上非均匀成核生长无催化剂的InAs纳米线。我们表明，纳米线成核增强溅射的硅衬底与高能粒子。我们认为，粒子轰击引入的硅表面上的晶格缺陷，作为优先成核网站。这些成核位置的形成可以通过溅射参数来控制，从而允许在宽范围内控制纳米线密度。纳米线成核伴随着不需要的寄生岛，但通过仔细选择退火和生长温度，可以大大降低这些岛的相对密度，并实现具有高纳米线产率的样品。
2017-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling catalyst agglomeration in high-density unordered III-V nanowire growth using Au colloid solutions
Technische Universität Ilmenau（伊尔梅瑙工业大学）
本研究将预退火生长概念应用于随机沉积的金胶体，抑制催化剂团聚，实现高密度III-V族纳米线生长，为光电子应用提供可扩展的无光刻途径。
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci
ZnO Nanowire Arrays Decorated with Titanium Nitride Nanoparticles as Surface Enhanced Raman Scattering Substrates
在这项工作中，氧化锌纳米线阵列修饰氮化钛（TiN）纳米粒子作为表面增强拉曼散射（SERS）的基板进行了演示。通过水热合成法生长ZnO纳米线，而通过研磨商业粉末数小时获得~100 nm的TiN纳米颗粒。然后以丙酮为介质将它们修饰在ZnO纳米线阵列上。扫描电子显微镜证实了TiN纳米粒子的ZnO纳米线上的存在。TiN纳米颗粒在430、520和600 nm处表现出局部表面等离子体共振。以尼罗蓝和亚甲蓝为分析物分子的SERS实验显示拉曼信号显著增强。结果表明，SERS效应的起源是化学性质，由于分析物分子和TiN纳米颗粒之间的电荷转移。因此，目前的工作，代表了一个简单的，具有成本效益的和容易的方法，用于制造TiN基表面增强拉曼散射衬底。
2020-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast synthesis of SiC nanowire webs by floating catalysts rationalised through in-situ measurements and thermodynamic calculations
本工作提出了合成SiC纳米线漂浮在气流中通过气-液-固（VLS）机制使用气溶胶的催化剂纳米颗粒。这些条件导致8.5 μm/s（最大50 μm/s）的超快生长，这比传统的基于衬底的化学气相沉积高出3个数量级。纳米线的高纵横比（高达2200）有利于它们的缠结和完全由SiCNW组成的独立网络材料的形成。浮动催化剂化学气相沉积生长过程是合理的，通过原位取样的反应产物和催化剂气溶胶从气相中，和热力学计算的散装三元Si-C-Fe相图。该相图表明SiCNW的选择性生长的机械路径的描述，与没有其他类型的纳米线（Si或C）生长的催化剂的观察相一致。SiCNW生长发生在1130 °C，接近计算的共晶。根据计算的相图，当添加Si和C时，富Fe液体分离碳壳，并且随后液体中Si的富集导致SiC的形成。相对于基于衬底的方法的异常快的生长速率归因于用于并入到催化剂中的前体的增加的可用性，这是由于这种新的合成模式固有的高碰撞速率。
2022-12-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Towards rational design of carbon nitride photocatalysts: Identification of cyanamide "defects" as catalytically relevant sites
基于七嗪的聚合物瓜（也称为石墨碳氮化物，g-C3 N4）是一种很有前途的析氢光催化剂。然而，由于缺乏对其机械操作的基本理解，改善其固有低活性的尝试很少基于理性方法。在这里，我们采用分子heptazine为基础的模型催化剂，以确定作为光催化相关的“缺陷”的氰胺部分。我们利用这一知识，合理设计的氮化碳聚合物填充与氰胺基团，产生的材料与12-和16倍的析氢速率和表观量子效率（400 nm），分别相比，基准甜瓜。计算建模和材料表征表明，该部分改善了与铂助催化剂的配位（以及电荷转移动力学），并增强了光生载流子的分离。这里提出的合理的催化剂设计的知识转移证明提供了工程高性能庚嗪基光催化剂的概念框架。
2016-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Oxidising and carburising catalyst conditioning for the controlled growth and transfer of large crystal monolayer hexagonal boron nitride
层状氮化硼（h-BN）作为2D材料技术的必要支撑体、密封剂和阻挡层是公认的，而且最近还作为活性物质用于从双曲超颖表面到室温单光子源的应用。对于h-BN层，迫切需要具有成本效益的、可扩展的和高质量的生长技术。我们利用广泛可用的铁箔的催化化学气相沉积（CVD）的h BN和报告的显着作用的散装溶解物种在h-BN CVD，特别是溶解氧和碳之间的平衡。一个简单的预生长调节步骤的铁箔，使我们能够定制一个容错的可扩展的CVD工艺，以得到非常大的h-BN单层域。我们还开发了一种简便的方法，通过控制湿度氧化和随后的快速蚀刻薄的界面氧化铁，从而避免了大量的箔的杂质，用于改善转移生长的h-BN远离铁表面。我们展示了晶圆级（2英寸）生产，并利用这种h-BN作为石墨烯的保护层，用于集成（光）电子器件制造。
2020-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Ferromagnetism in Transition-Metal Doped Boron Nitride Nanotubes
研究了Ni六方密排纳米线掺杂的锯齿形氮化硼（BN）纳米管。掺杂的BN纳米管是具有实质磁性的铁磁金属。发现Ni纳米线与BN纳米管之间的相互作用产生了一些特殊的磁性，Ni掺杂BN（9，0）纳米管表现出半金属性质，当Ni掺杂量大于1.4e/晶胞时，纳米管可以转变为半金属性质。本征半金属行为可以通过两种不同的方式实现：一种是用较小的BN纳米管包覆Ni纳米线，即，BN（8，0）纳米管，另一种方法是采用静水压均匀压缩Ni掺杂BN（9，0）纳米管。
2004-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin catalyst-free InAs nanowires on silicon with distinct 1D sub-band transport properties
具有一维（1D）亚能带结构的超薄InAs纳米线（NW）是用于先进量子电子器件的有前途的材料，其中亚30 nm直径限制的尺寸以及Si上的后CMOS集成方案是非常期望的。在这里，我们展示了两种选择性合成方法，实现外延，高纵横比的InAs纳米线在硅上的直径小于20 nm。第一种方法利用直接气相-固体生长来通过线间间距、掩模开口尺寸和生长时间来调整NW直径。第二个方案探讨了一个独特的逆反应生长的侧壁的InAs纳米线的热分解下控制砷通量和退火时间。有趣的动力学有限的依赖关系之间的线间距和变薄的动态发现，产生的直径低至12纳米的稀疏NW阵列。我们清楚地验证了1D的子能带结构在cnws明显的电导步骤，在低温下使用背栅NW场效应晶体管的传输测量。相关的模拟揭示了单和双简并电导步骤，突出了旋转六角对称性，并再现了扩散一维传输极限的实验痕迹。在真实的背栅配置下的建模进一步证明了导致非对称载流子分布和依赖于栅偏置的简并度的提升的机制。
2020-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Silane-Catalyzed Fast Growth of Large Single-Crystalline Graphene on Hexagonal Boron Nitride
在电介质衬底上直接生长高质量的石墨烯大单晶畴对于电子和光电子学中的应用至关重要。传统上，在石墨烯上生长的石墨烯域通常仅为~ lnm，生长速率为~ lnm/min或更小，主要原因是缺乏催化剂。在这里，我们表明，硅烷，作为一种气态催化剂，是能够提高石墨烯的生长速率~1 μ m/min，从而促进石墨烯域的大小高达20 μ m的合成通过化学气相沉积在六方氮化硼。霍尔测量表明，样品在室温下的迁移率达到20，000 cm 2/Vs，这是CVD生长的石墨烯中最好的。结合催化CVD和超平介电衬底的优点，气相催化剂辅助CVD为合成用于器件应用的高质量石墨烯铺平了道路，同时避免了转移过程。
2015-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen Reduction Activity of Carbon Nitride Supported on Carbon Nanotubes
燃料电池提供了燃烧化石燃料的替代方案，但使用铂作为催化剂，其昂贵且稀缺。廉价的替代催化剂可以使燃料电池成为绿色能源领域的有力竞争者。一类有前途的电化学氧还原催化剂是含铁的纳米结构氮掺杂碳。这些年来，这种N掺杂碳的催化活性大大提高，使工业应用更加接近。化学计量的氮化碳粉末仅在最近几年才被观察到。它的氮含量高达57%，因此是一种非常有趣的材料。氮化碳的电化学活性已经被探索，证实铁不是4电子氧还原的必要成分。在这里，我们在碳纳米管载体上合成氮化碳，并对其进行高温处理，以增加表面积和导电性。研究结果揭示了氧还原的机理，并显示了碳纳米管负载的氮化碳作为催化剂在燃料电池中替代铂的潜力。
2012-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Entropy Nitride Photocatalysts for Visible-Light Antibiotic Degradation: Structural Stability, In Situ Interfacial Visualization, and Molecular-Level Mechanistic Insights
研究合成基于（MnFeCoNiCu）N的高熵氮化物纳米颗粒用于可见光下抗生素降解，评估其光催化活性，通过多种手段揭示其稳定性、相互作用等，确立其为高效耐用的可见光驱动光催化剂。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Pyrolytic Synthesis of Carbon Nanotubes on Ni, Co/MCM-41 Catalysts
研究了乙炔裂解时，在含镍和钴的有序介孔分子筛MCM-41上气相热解沉积碳的过程。观察到取决于热解条件的纳米管、纳米线和无定形碳颗粒的形成。
2004-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Aluminium as catalyst for ZnO nanostructures growth
本文报道了用热蒸发法生长Al催化的ZnO纳米线，在生长之前，在衬底上分布Al纳米岛作为种子。我们发现纳米线的密度随着种子密度的增加而增加，证实了Al的催化性能。生长的关键参数是衬底温度、氧分压和形成种子的初始Al层的厚度。结果表明，氧分压对纳米线的结构特性有很大的影响：当氧分压较低时，纳米线在（00 l）面内择优取向;当氧分压较高时，纳米线变为多晶。我们认为，生长发生通过气-固-固（VSS）的过程作为主要的生长机制。
2014-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of Mono-Dispersed AlGaN Nanowires in the Single-Prong Growth Mechanism
报道了用化学气相沉积技术在气-液-固工艺中生长单分散的三元纤锌矿相AlGaN纳米线。讨论了Au催化剂纳米颗粒的分布对AlGaN纳米线的尺寸和形状的影响。纳米线形态的这些变化被理解为在高温下Au催化剂纳米颗粒的奥斯特瓦尔德熟化（Ostwald ripening），随后是单叉和多叉生长机制的效果。能量过滤的透射电子显微镜被用来作为在所制备的样品中的Al的存在的证据。在直径约为100 nm的纳米线中，在没有量子限制效应的情况下，带隙的显著蓝移被用作AlGaN合金形成的支持性证据。偏振共振拉曼光谱与强电子-声子耦合以及由于纳米线相对于周围介质的介电对比度的光学限制，被用来理解使用325 nm波长的约100 nm的亚衍射极限中的单个纳米线的晶体取向，为第一次。结果进行了比较与结构分析，使用高分辨率透射显微镜研究。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of narrow SnTe nanowires using alloy nanoparticles
拓扑晶体绝缘体碲化锡（SnTe）提供了一个丰富的游乐场来研究相关的电子状态，如铁电性，拓扑表面状态和超导性的相互作用。将SnTe制成纳米线进一步诱导由于一维（1D）限制效应的新的电子态。因此，对于输运测量，SnTe纳米线的直径必须变窄，以确保拓扑表面电子的1D限制和相位相干性。本文报道了一种利用合金纳米颗粒作为生长催化剂，以高产率制备窄SnTe纳米线的简便方法。使用该合金纳米颗粒生长的SnTe纳米线的平均直径为85 nm，与使用金纳米颗粒作为生长催化剂的先前的240 nm的平均直径相比几乎减小了三倍。输运测量揭示了纳米线直径对剩余电阻比和磁阻的影响。特别地，观察到SnTe的铁电转变温度随纳米线直径系统地变化。在原位低温冷却的窄SnTe纳米线的透射电子显微镜直接揭示了立方到菱形结构的转变，这是与铁电转变。因此，这些狭窄的SnTe纳米线代表了一个模型系统，以研究电子状态所产生的一维限制，如一维拓扑超导性以及潜在的多带超导性。
2020-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and characterization of vertically oriented hybrid Zn2GeO4-ZnO beaded nanowire arrays and Zn2GeO4 nanotubes
采用无催化剂的方法，通过气固相法成功制备了垂直排列的球形锗酸锌（Zn 2GeO 4）/氧化锌（ZnO）杂化纳米线阵列。合成的产品，其特征在于使用X射线衍射，扫描电子显微镜和透射电子显微镜配备了能量色散X射线光谱仪。TEM研究显示了Zn 2GeO 4/ZnO纳米线的珠状微结构。在此基础上，对Zn 2GeO 4/ZnO混合纳米线进行湿法刻蚀处理，制备了Zn 2GeO 4纳米管。
2015-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Low-Temperature Optical Characterization of Single CdS Nanowires
我们在低温下使用空间分辨微PL成像来研究使用20 nm和50 nm催化剂生长的两组CdS纳米线的光学性质。我们发现，低温PL的单纳米线是一个理想的技术来衡量一个给定的生长运行的质量，而且能够收集详细的空间信息单线电子状态。
2006-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Mobility Enhancement by Sb-mediated Minimisation of Stacking Fault Density in InAs Nanowires Grown on Silicon
报道了用无催化剂分子束外延法在硅（111）衬底上生长InAs $_{1-x}$ Sb $_{x}$纳米线（$0\leq x \leq 0.15$）。我们观察到随着锑含量的增加，InAs $_{1-x}$ Sb $_{x}$纳米线晶体结构中的堆垛层错密度急剧下降。这种减少导致场效应迁移率的显着增加，这是在室温下的InAs $_{0.85}$ Sb $_{0.15}$纳米线比InAs纳米线大三倍以上。
2014-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Precisely aligned graphene grown on hexagonal boron nitride by catalyst free chemical vapor deposition
在没有金属催化剂的情况下在h-BN上生长精确取向的石墨烯是非常重要的，这允许以可控的方式研究石墨烯/h-BN异质结构的有趣的物理性质和器件。在这份报告中，这种异质结构的制造和原子分辨率扫描探针显微镜研究。观察到莫尔图案，并且莫尔干涉法的灵敏度证明石墨烯颗粒可以与下面的h-BN晶格精确对准，误差小于0.05度。莫尔条纹的出现清楚地表明石墨烯通过范德华外延锁定在h-BN中，其界面应力大大释放。值得注意的是，石墨烯晶粒的边缘主要沿着扶手椅方向取向。这种石墨烯薄片中的场效应迁移率在环境条件下超过20，000cm2/V. s。该工作为石墨烯在h-BN上的原子工程打开了大门，并为基于石墨烯/h-BN异质结构的基础研究和电子应用提供了启示。
2013-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Si3N4 single-crystal nanowires grown from silicon micro and nanoparticles near the threshold of passive oxidation
采用一种简单、无催化剂的氧化物辅助法制备了氮化硅纳米线，并在短时间内获得了较高的产率。在对现有技术进行简要分析后，我们揭示了氧分压所起的关键作用：当氧分压略低于被动氧化的阈值时，高产率会抑制覆盖纳米线的任何二氧化硅层的形成，并且由于合成温度，可以控制纳米线尺寸。
2008-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of GaN nanowires grown on c-, r- and m-plane sapphire substrates
在喷淋头金属有机化学气相沉积系统中，使用镍催化剂和三甲基镓和氨作为前体，在c面、r面和m面蓝宝石衬底上生长氮化镓纳米线。我们研究了载气，生长温度，反应器压力，反应物流速和衬底取向的影响，以获得薄的纳米线。纳米线的生长方向取决于衬底的取向。<10-11><10-10>这些纳米线的进一步特征在于使用X射线衍射，电子显微镜，光致发光和拉曼光谱。
2016-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Silicon Nanowires, Catalytic Growth and Electrical Characterization
名义上未掺杂的硅纳米线（NW）生长的催化化学气相沉积。通过在非晶SiO2、Si 3 N4或结晶Si衬底上使用不同的Au催化剂厚度来优化生长过程以控制纳米线直径。对于SiO2衬底，使用Ar等离子体处理来均匀化催化剂聚结，从而均匀化NW直径。此外，平面场效应晶体管（FET）通过实施10至30 nm薄的名义上未掺杂的Si-NW作为有源区来制造。研究了各种硅化物作为有源区的肖特基势垒源极和漏极接触。对于CoSi、NiSi和PdSi接触，FET的传输特性表现为p型行为。由直径为20纳米、栅长为2.5微米的单个Si-NW组成的FET在1伏偏置电压下提供高达0.15微安的导通电流，并且具有10^7的开/关电流比。这与最近报道的未掺杂Si中的低电导率形成对比。
2006-09-13 cond-mat.mtrl-sci
One-Dimensional Twisted and Tubular Structures of Zinc Oxide by Semiconductor-Catalyzed Vapor-Liquid-Solid Synthesis
探索用于一维（1-D）材料的气-液-固（VLS）合成的新催化剂有望产生新的形貌和功能。在这里，我们表明，模型ZnO系统，这可能使用半导体（Ge）催化剂。特别是，两个不寻常的形态描述：扭曲的纳米线和扭曲的纳米管，除了通常的直纳米线。扭曲的纳米管显示出大的中空芯和令人惊讶的高扭曲率（高达9 o/μm），这不能容易地通过Eshelby扭曲模型来解释。非原位和原位透射电子显微镜测量的组合表明，在合成过程中的Ge-ZnO界面的生长和蚀刻之间的竞争的结果的空心。扭转率与弹性刚度的软化是一致的。这些结果表明，使用非常规的非金属催化剂提供了合成具有潜在有用性质的不寻常的氧化物结构的机会。
2020-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Raman Response and Transport Properties of One-Dimensional van der Waals Tellurium Nanowires
碲可以形成螺旋原子链的纳米线。由于其独特的一维范德华结构，这些纳米线预计将显示出显着不同的物理和电子性能比散装碲。在这里，我们表明，少链和单链范德华碲纳米线可以使用碳纳米管和氮化硼纳米管封装隔离。利用这种方法，可以通过纳米管的内径来控制原子链的数量。结构的拉曼响应表明，单原子碲链和碳纳米管之间的相互作用是弱的，并且链间相互作用随着链的数目的增加而变得更强。与SiO2上裸露的碲纳米线相比，封装在氮化硼纳米管中的纳米线表现出显著增强的载流能力，电流密度为1.5*10^8 A cm-2，超过了大多数半导体纳米线。我们还使用封装在氮化硼纳米管中的碲纳米线来制造直径仅为2 nm的场效应晶体管。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raoult's Formalism in Understanding Low Temperature Growth of GaN Nanowires using Binary Precursor
GAN纳米线的生长是通过金属引发的气-液-固机制进行的，Au作为催化剂。在化学气相沉积技术中，由于Ga的蒸气压低于900 ° C，因此通常在900-1100 ° C范围内的高温下生长GAN纳米线。在本研究中，我们在低至700 ° C的温度下生长GAN纳米线。在拉乌尔定律的范围内讨论了铟在降低生长温度中的作用。铟用于增加Ga的蒸气压，使其足以在低温下蒸发，从而引发GAN纳米线的生长。除了与结构和振动特性相关的研究外，还报道了生长的纳米线的光学特性以进行详细的结构分析。
2015-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Contact Printing, and Device Characterization of Ni-Catalyzed, Crystalline InAs Nanowires
InAs纳米线由于其高电子迁移率和易于形成欧姆金属接触而被积极地探索作为高性能晶体管的沟道材料。然而，非外延InAs纳米线的催化生长通常依赖于非CMOS兼容的Au胶体的使用。在这里，我们证明了成功的合成高产量的结晶InAs纳米线的高产率和可调的直径，通过使用Ni纳米粒子作为催化剂材料上的非晶SiO2衬底。纳米线显示出优异的电学性能，场效应电子迁移率约为2，700 cm 2/Vs，ION/IOFF >103。生长的InAs纳米线的均匀性和纯度通过经由接触印刷工艺在衬底上大规模组装纳米线的平行阵列来进一步证明，该接触印刷工艺实现了高性能的可印刷晶体管，能够提供5-10 mA的导通电流（~400根纳米线）。
2008-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous formation of well-defined Al rich shell structures in AlxGa1-xN/GaN nanowires
采用等离子体辅助分子束外延技术生长了无催化剂的AlxGa 1-xN（0.15<x<0.50）/GAN纳米线，并利用透射电子显微镜技术对其进行了结构和化学分析。我们发现，定义明确，无缺陷的核壳结构自发形成的过程中的线生长。富铝壳具有显着较高的铝成分赝晶封装富镓AlxGa 1-xN核心与原子突变异质界面。然而，能量色散X-射线光谱揭示了一个复杂的化学成分梯度沿线轴的核心和壳块，这是由于吸附原子表面动力学差异和阴影效应在生长过程中。
2011-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Nanotubes as Templates for Half-Metal Nanowires
我们调查通过DFT/GGA+U计算的电子和结构性质的磁性纳米管组成的氧化铁单层和（n，0）氮化硼（BN）纳米管，与n范围从6到14。FeO包覆纳米管的形成能小于小颗粒的形成能，表明FeO分子可能包覆在BN纳米管上，而不是聚集形成FeO块体。我们提出了一个连续模型的FeO覆盖BN纳米管的形成能量，预测BN管的直径约为13微米是最稳定的。与碳纳米管不同，FeO包覆BN纳米管的能带结构不能通过对FeO层的能带结构进行切片来获得，其曲率以及与BN管的相互作用决定了其电子行为。因此，这些电子管是半导体、本征半金属或半半金属，它们可以变成带电子和空穴的半金属。这样的结果在自旋电子学中可能是重要的。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlation between structural defects and optical properties of Cu2O nanowires grown by thermal oxidation
采用简单的无催化剂热氧化法在铜箔衬底上生长了氧化亚铜（Cu 2 O）纳米线。通过改变氧分压和加热温度，在不同的条件下进行线生长，并通过透射电子显微镜，其特征在于所产生的结构缺陷，如堆垛层错和生长的纳米线的孪晶结构。研究发现，适当的氧分压（~5%）和相对较高的温度（500 oC）是生长高质量Cu 2 O纳米线的最佳条件，而降低温度或提高氧分压都可以产生更高密度的平面缺陷。为了进一步研究生长的纳米线的光学性质，光致发光测量也进行了相关的结构表征结果，表明结构缺陷，如堆垛层错和孪晶的增加往往会增强宽缺陷相关的发射和抑制附近的Cu 2 O带边的激子发射。
2011-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Density-controlled growth of vertical InP nanowires on Si(111) substrates
报道了一种利用分子束外延的气-液-固方法在（111）硅衬底上实现金催化InP纳米线密度控制生长的方法。我们开发了一种有效的和无掩模的方法的基础上控制的数量和尺寸的Au-In催化剂液滴除了NW成核的条件。通过适当选择In/Au催化剂束当量压力（BEP）比、磷的BEP和生长温度，可以在18 μm ~（-2）到< 0.1 μm ~（-2）的范围内调节NW密度。将相同程度的控制转移到InAs/InP量子点-纳米线，利用超低密度通过显微光致发光研究单片生长在硅上的在电信频带中发射的单个量子点-纳米线的光学性质。在低温下的光谱学成功地证实了我们的方法的相关性，以激发单个InAs量子点上生长的样品，这打开了基于单量子点的大规模应用集成在硅上的纳米线设备的路径。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dislocation-free axial InAs-on-GaAs nanowires on silicon
我们报告的轴向InAs-on-GaAs纳米线异质结的生长在硅上的分子束外延使用20 nm直径的Au催化剂。首先，GaAs纳米线段的生长参数进行了优化，以实现纯纤锌矿晶体结构。然后，我们开发了一个两步生长过程，以提高垂直的InAs-on-GaAs纳米线的产量。通过进一步优化生长参数，我们实现了90%的直InAs-on-GaAs纳米线。我们研究了在界面处的组成变化，通过能量色散X射线光谱和纳米线的晶体结构，通过透射电子显微镜。发现InAs段的标称组成为In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As，其中$x$ =0.85，并且对应于与GaAs的6%的晶格失配。应变映射进行的几何相位分析的高分辨率图像显示了位错的GaAs/InAs接口。总之，我们成功地制造了高度失配的异质结构，证实了预测，轴向GaAs/InAs界面是赝晶的纳米线直径低于40 nm。
2017-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride and Oxide Supported on Dendritic Fibrous Nanosilica for Catalytic Oxidative Dehydrogenation of Propane
在这项工作中，我们能够显着提高用于丙烷氧化脱氢（ODH）的氮化硼催化剂的活性，通过设计和合成负载在树枝状纤维纳米二氧化硅（DFNS）上的氮化硼（BN）。DFNS/BN表现出显著提高的催化效率，伴随着优异的稳定性和选择性。织构表征与固态NMR和X-射线光电子能谱分析一起表明DFNS和连接到二氧化硅的各种硼位点的独特纤维形态的组合的存在是这种催化性能增加的原因。值得注意的是，DFNS/B ${}_2$ O ${}_3$也显示出催化活性，尽管与DFNS/BN相比具有更中等的选择性。固体核磁共振谱表明，DFNS/BN的高选择性可能源于大量的氢键羟基连接到B原子。该研究表明，氮化硼和氧化物都是活性催化剂，并且通过使用高表面积载体（DFNS），丙烷到丙烯的转化率以及烯烃的产率显著增加。
2020-11-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Atomistic simulations of the structures of Pd-Pt bimetallic nanoparticles and nanowires
双金属纳米合金，如纳米颗粒和纳米线，由于其在催化和纳米电子学等领域的巨大应用潜力而引起了人们的极大关注。值得注意的是，Pd-Pt纳米颗粒/纳米线被广泛认为是催化剂和氢传感器。与一元系统相比，合金呈现出更多的结构复杂性，具有各种组成配置。因此，理解纳米合金的能量择优原子结构是很重要的。在这项研究中，我们进行了一系列的模拟退火蒙特卡罗模拟预测的Pd-Pt纳米粒子和纳米线的能量稳定的原子排列作为一个功能的组合物的基础上精心设计的经验势模型。Pd-Pt纳米颗粒和纳米线都表现出准有序结构，与具有显著表面偏析效应的体相如$\rm L1_0$和$\rm L1_2$结构非常相似。我们相信，该研究可以为各种纳米材料的设计提供理论指导。
2015-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Atomistics of vapor-liquid-solid nanowire growth
气-液-固（VLS）路线及其变体通常用于可规模化合成半导体纳米线，但基本的生长过程仍然未知。在这里，我们采用基于模型势的原子尺度计算来研究金催化硅纳米线（SiNWs）的稳定性和生长。平衡研究揭示了偏析在固体状表面的催化剂颗粒，液体AuSi液滴，和富硅液滴-纳米线界面包围的异质截断面。液滴的过饱和导致在截断刻面上的快速1D生长和在主刻面上的慢得多的成核控制的2D生长。表面扩散被抑制，并且过量的Si通量通过液滴本体发生，该液滴本体与富Si界面和接触线一起降低了主刻面上的成核势垒。随后的台阶流动通过Au扩散远离台阶边缘而被修改。我们的研究突出了半导体纳米线阵列的形态和成分控制的关键界面特性。
2013-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen-monovacancy (VN) Hexagonal Boron Nitride 2D Monolayer Material as an Efficient Electrocatalyst for CO2 Reduction Reaction
本研究采用第一性原理DFT-D方法，发现含氮空位的缺陷二维六方氮化硼单层（VN_d-BN）能有效催化CO₂还原反应，OCHO路径优先生成CH₄，可作为低成本替代铂的CO₂RR电催化剂。
2024-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Properties of Electrodeposited Molybdenum Disulfide on Zinc Oxide and Zinc Oxide/Zinc Sulfide Nanowires
本研究开发3步法合成纳米线异质结构催化剂，通过能带对齐和形貌优化显著提升了HER催化性能。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-matter interaction of single semiconducting AlGaN nanowire and noble metal Au nanoparticle in the sub-diffraction limit
近场扫描光学显微镜（NSOM）不仅是对亚衍射极限物体进行成像的工具，而且是理解纳米结构内在性质的重要工具。为了理解使用NSOM技术在532 nm（2.33 eV）激发下在近场区域中的光-物质相互作用，我们选择了通过汽液固（VLS）机制与金属Au纳米颗粒（NP）催化剂一起生长的直径约120 nm的隔离的单个半导体AlGaN纳米线（NW）。从不同的原生缺陷相关的能量状态的AlGaN的电子跃迁的作用进行了讨论，在理解的NSOM图像的半导体NW。在纳米线的VLS生长机制中，还观察到了Au NP的NSOM图像中激发激光的强表面等离子体共振吸收效应。可沃
2016-05-11 cond-mat.mtrl-sci
HPHT growth of centimeter-sized cubic boron nitride crystals
Jilin Diamond Technology Research & Development（吉林金刚石技术研发）；Central European Institute of Technology, Brno University of Technology（中欧技术研究所，布尔诺理工大学）
研究采用HPHT温度梯度法，以Ni-Cr为溶剂催化剂，在1950℃下生长一周，成功制得尺寸超10mm的厘米级cBN单晶，其形貌因金属溶剂中硼氮扩散率低呈细长状，为大尺寸cBN晶体制备提供了可行方案。
2026-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Protecting and Enhancing the Photoelectrocatalytic Nitrogen Reduction to Ammonia Performance of InGaN Nanowires using Mo2C Nanosheets and GaN Buffer Layer
光电催化（PEC）将N2还原为氨（NH3）正成为克服标准Haber-Bosch方法的潜在替代方案。在这篇文章中，利用碳化钼（Mo 2C）助催化剂辅助的氮化铟氮化镓（InGaN）纳米线证明了太阳能N2还原。简要阐述了Mo_2C对InGaN纳米线暗电流的抑制作用以及在光照下的饱和电流。在-0.2V（相对于可逆氢电极）下，Mo_2C/GAN/InGaN异质结实现了7.2gh ~（-1）cm ~（-2）的大量NH_3产生，法拉第效率高达12.6%。值得注意的是，所提出的异质结构还证实了在长期计时电流分析中具有优异的选择性的优异的稳定性和再现性。此外，GAN缓冲层之间的Mo 2C和InGaN纳米线的掺入进行了深入的研究。从密度泛函理论（DFT）分析，GAN缓冲层的并入有助于光生载流子从InGaN转移到Mo 2C助催化剂的合适的带边位置，并且Mo 2C的独特3d轨道高度适合于保持N2以有效地还原成NH3。
2022-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Superconducting Nanowire Based Surface Acoustic Wave Transduction
Northeastern University（东北大学）
本研究展示了基于NbN纳米线的表面声波换能器，通过匹配电磁与声波相速度实现了低温ScAlN/SiC声学延迟线，实验证实其性能可用于低温信号处理及超导量子电路集成。
2026-07-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Rapid and catalyst-free CVD growth of graphene on hBN
最近，六方氮化硼（h-BN）已被证明是作为一个理想的衬底石墨烯大大提高材料的传输性能，由于其原子级平坦的表面，低层间电子耦合和几乎完美的网状匹配。化学气相沉积（CVD）目前被认为是在h-BN上直接生长石墨烯的最可扩展的方法。然而，对于无催化剂的方法，通常报道了对石墨烯晶粒的形状和结晶度的不良控制以及低生长速率。在这项工作中，我们研究了不同形状的晶粒的结晶度，并确定了一个真正的范德华外延石墨烯的h-BN通过采用无催化剂的CVD工艺的路径。我们证明了多晶性质的圆形垫和属性的不同取向的颗粒的空气中的h-BN薄片的污染的堵塞。我们发现，六重对称的单晶颗粒可以通过采用高氢分压生长过程中获得。值得注意的是，通过优化生长温度和压力获得高达100 nm/min的生长速率。通过采用简单的CVD方法以可观的生长速率在h-BN上合成单晶石墨烯的可能性是朝着增加这种有前途的范德华异质结构的可及性迈出的一步。
2016-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Poole-Frenkel Effect and Phonon-Assisted Tunneling in GaAs Nanowires
我们目前的电子输运测量GaAs纳米线生长的无催化剂的金属有机化学气相沉积。尽管纳米线掺杂有相对高浓度的替代杂质，我们发现它们的电阻非常高。通过测量足够高的纵横比纳米线单独在原位，我们解耦的接触的作用，并表明，这种半绝缘的电行为是陷阱介导的载流子传输的结果。我们观察到普尔-弗伦克尔运输跨越声子辅助隧穿在较高的领域，与隧穿时间主要取决于基本的物理常数的理论预测。通过使用原位电子束照射的单个纳米线，我们探测的纳米线电子传输时，自由载流子可用，从而揭示了接触的性质。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxy of Al$\mathrm{_{1-x}}$Sc$\mathrm{_{x}}$N Nanowires: Towards Group-III Nitride Piezoelectric Nanogenerators with Enhanced Response
Universit\'e Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut N\'eel, 38000 Grenoble, France；Universit\'e Côte d’Azur, CRHEA, CNRS, 06905 Sophia-Antipolis Cedex, France
本研究通过分子束外延制备Al$_{1-x}$Sc$_{x}$N纳米线，将其集成到压电纳米发电机中，实现比体相AlN更高的压电响应，并通过有效介质建模提出高效能量收集器的设计原理。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hexagonal germanium grown by molecular beam epitaxy on self-assisted GaAs nanowires
像硅和锗这样的第IV族半导体材料有望显示出显着的光电性能，用于未来光子技术的发展。然而，迄今为止，在气-液-固方法中六方IV族半导体的制造已经使用金作为催化剂获得。在这封信中，我们展示了六角锗自辅助GaAs纳米线的合成使用分子束外延。通过精确调节Ga和As分子束流，我们在生长过程中选择了GaAs纳米线的晶相，立方或六方。获得了具有高结构质量且没有任何可见缺陷的500 nm长的Ge六方晶段，并且我们使用扫描透射电子显微镜显示锗保持核心的晶相。最后，X射线光电子能谱学揭示了一个强大的纳入的Ge中的As。这项研究表明，第一次生长的六角锗在无金的方法，集成在硅衬底上。
2021-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Universal effect of ammonia pressure on synthesis of colloidal metal nitrides in molten salts
Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；Interdisciplinary Materials Science Program, Vanderbilt University（范德堡大学交叉材料科学项目）；Department of Chemistry and James Franck Institute, University of Chicago（芝加哥大学化学系和詹姆斯·弗兰克研究所）；Department of Chemistry, Northwestern University（西北大学化学系）；Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室纳米材料中心）；Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Vanderbilt University（范德堡大学化学与生物分子工程系）
本研究提出在高压力下用熔融无机盐溶解金属卤化物和氨合成胶体金属氮化物纳米晶，克服了传统方法中溶剂和表面活性剂分解的问题，成功制备多种金属氮化物纳米晶。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Vapor-liquid-solid growth of serrated GaN nanowires: Shape selection driven by kinetic frustration
化合物半导体纳米线是几种纳米电子器件的有前途的构建块，但无法可靠地控制其生长形态是一个主要的挑战。在这里，我们报告了金催化的气液固（VLS）生长的GAN纳米线的控制生长方向，表面极性和表面粗糙度。我们开发了一个理论模型，涉及的生长形式的动力学挫折引起的V（N）/III（Ga）的比例在整个生长纳米线前的变化。模型预测验证的趋势所引起的系统变化的催化剂颗粒尺寸和加工条件的生长形态。我们的研究所强调的形状选择的原则铺平了道路，技术相关的化合物半导体纳米线的形态控制。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimension Engineering of Narrow Bandgap Semiconductor InAs Nanostructures in Wafer-Scale
在这里，我们展示了一种方法，提供了一个精确的控制的尺寸InAs从一维纳米线到晶圆级独立的二维纳米片，它具有高度的结晶度和出色的电气和光学性能，使用分子束外延通过控制催化剂合金偏析。在我们的方法中，二维InAs纳米片可以直接从一维InAs纳米线的银铟合金偏析，这是比所有以前报道的方法，如传统的缓冲技术和选择区域外延生长容易得多。详细的透射电子显微镜研究提供了坚实的证据，催化剂合金偏析是起源的InAs从一维纳米线到二维纳米片，甚至三维复杂的十字架的尺寸变换。使用这种方法，我们发现，晶圆级的自支撑InAs纳米片可以生长在各种衬底上，包括Si，MgO，蓝宝石和GaAs等。在高温下生长的InAs纳米片是纯相单晶，具有高的电子迁移率和长的时间分辨太赫兹动力学寿命。我们的工作将为有效控制低维III-V族半导体的尺寸开辟一条概念上新的通用技术路线。它还可以使得能够在工业规模上低成本地制造独立的基于纳米片的器件。
2018-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Toward Quantitative Measurements of Piezoelectricity in III-N Semiconductors Nanowires
压电半导体III-氮化物纳米结构作为能量收集器、传感器和自我可持续电子器件的替代材料已经受到越来越多的关注，需要很好地澄清其压电行为。尽管piezoresponse力显微镜（PFM）的可行性，以解决在纳米级的压电响应，出现了几个困难时，由于各种文物进行测量的低压电系数材料。这项工作表明，半定量PFM低压电系数III-氮化物可以实现高纵横比的纳米结构，如纳米线或纳米棒。对于传统的散装和薄膜，精确测定其piezoresponses是有限的，因为夹紧和弯曲的影响，可以同时发生在PFM测量。虽然夹持效应只会降低压电响应的振幅，但弯曲运动会增加或减少该振幅，并且还可以将相位旋转180°。纳米线中改进的电场分布使这两种伪影最小化，从而允许正确确定晶体极性和压电系数。与文献中的报道相反，我们没有观察到直径在30-80 nm范围内的III-N纳米线中的巨大压电性。这项工作提供了一个访问的基本参数为开发III-N基压电纳米器件。
2020-12-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhancing Hot Carrier Collection for Solar Water Splitting with Plasmonic Titanium Nitride
利用表面等离子体激元衰变产生的热电子是提高太阳能技术转换产率的新范例。氮化钛（TiN）是一种新兴的等离子体陶瓷，其提供与CMOS技术的兼容性、耐腐蚀性以及机械强度和耐久性，因此优于贵金属（即，Au、Ag）在成本、机械、化学和热稳定性方面的性能。在这里，我们表明，等离子体TiN纳米粒子产生25%的光电流增强比Au纳米粒子装饰在TiO2纳米线的光电化学水分裂。我们的研究结果强调，TiN提供了优越的性能，在热载流子产生由于增强的吸收效率，增加的电子平均自由程，并形成欧姆结与TiO 2的能力，从而使一个非常有效的电子收集等离子体Au纳米粒子无法实现。我们的研究结果表明，过渡金属氮化物使实用的等离子体激元器件具有增强的性能，用于太阳能转换。
2016-07-22 cond-mat.mtrl-sci
All-wurtzite (In,Ga)As-(Ga,Mn)As core-shell nanowires grown by molecular beam epitaxy
采用分子束外延技术在GaAs（111）B衬底上生长了（In，Ga）As-（Ga，Mn）As核壳结构纳米线，研究了其结构和磁性。(In在高温（500 °C）下生长（Ga，Mn）As核纳米线，而在低得多的温度（220 °C）下在核的{1-100}侧面上沉积（Ga，Mn）As壳。高分辨率透射电子显微镜图像和高光谱分辨率拉曼散射数据表明，核和壳的纳米线具有纤锌矿晶体结构。扫描和透射电子显微镜观察表明，光滑的（Ga，Mn）作为外壳含有5%的Mn外延沉积在（In，Ga）作为核心含有约10%的In，没有任何失配位错在核壳界面。当（In，Ga）As核中In含量大于5%时，（In，Ga）As的晶格常数大于（Ga，Mn）As的晶格常数，壳层处于拉伸应变状态。详细的磁性研究表明，在温度超过33 K时，（Ga，Mn）As壳层中存在铁磁耦合。这种耦合仅在分离的介观体积中保持，导致在低于~17 K时被阻断的总体超顺磁性行为。
2014-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional cross sections in zinc phosphide nanowires grown using exclusively earth-abundant components
本文研究仅用地球丰产元素生长Zn3P2纳米线，发现温度与V/II比可调控其三角形、伪五边形及孪晶面超晶格六边形截面，为可持续太阳能收集和纳米线内量子阱制造提供新途径。
2025-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Native defect assisted enhanced response to CH4 near room temperature by Al0.07Ga0.93N nanowires
由于III族氮化物具有高的化学稳定性和热稳定性，因此需要在低工作温度下具有高灵敏度的气体传感器。首次实现了Al 0.07Ga 0.93N纳米线（NW）的CH 4传感，在50 °C的低工作温度下具有比GAN NW更好的响应。采用惰性气体离子束辐照Al/GAN纳米线双层膜，通过离子束混合工艺合成了Al0.07Ga0.93N纳米线。的传感机制解释与本机缺陷的帮助下存在于系统中。Ga空位（VGa）在Al 0.07Ga 0.93N纳米线中产生的浅受主数量比在GAN纳米线中的要多。通过光致发光光谱分析，推测了O反位缺陷（ON）在浅V_Ga形成中的作用。这些原生缺陷强烈影响气体传感行为，导致增强和低温CH 4传感。
2018-08-11 cond-mat.mtrl-sci
