BCN管的电子显微学的研究.pdfVIP

BON管的电子显微学研究 王苤明 北京大学电子显微镜实验室，北京100871 北京大学物理学院人工微结构物理和介观物理国家重点实验室 近年来，准一维纳米材料由于其特殊的、迷人的性能以及广泛的应用前景，正日益受 到广大科技工作者的关注，在世界各地掀起“纳米”研究热潮“J。自1991年纳米碳管发现 以来fii】，围绕C基纳米结构开展了大量的研究工作，其中BCN纳米管由于其引人注目的电 学性能．如其能带位于h-BN管和C管之间，并可以通过调节成份来改变[iii]等，而受到了极 大的关注。 本文所研究的BCN管是由中科院物理所王恩哥研究员课题组提供的，采州热丝CVD F30场发 法生长∽…。其组成为Bo．06Co76No…其结构和化学成份分析在FEI公司的Tecnai 射透射电镜上进行，运用明场像和高分辨像对其进行结构表征，并综合运用扫描透射电子 显微术、电子能量损失谱、x射线能谱和能量过滤像等手段从纳米尺度研究BCN管中的成 份分布。 BCN管的明场像和商分辨像(图1)显示。_【}J该方法制备得到的BCN管为层状结+勾，管 壁平直，直径在40-120nm之间，平均为约80 nm，其陈皮可达数十p．m，管晕中一tl,有人彗 横向_i墨层状连接，管端部有催化剂颗粒存在．管的直径与催化剂的人小、形态有密切的 关系。选区电子衍射分析表明，该BCN管为锯齿型结构，其螺旋度约为300(见I笙I1{玉幽)。 eV、284eV、401eV和532 BCN管的电子能量损失谱(图2)在188 eV显示出明显的电 离边，分别对应于B、C、N和O元素的K边电离能，其中。对于B和C的源于sp2轨道 杂化理论的矿和a·键电子能量损失谱精细结构可以很容易分辨。 川高角环状暗场探头(HAADF)收集z村度像和电子能量损失谱元素线扫描分布结果表 E—mail：rmwang@pku．edu．cn 明， 管壁主要为C，O在壳表层、B在碳管壁层富集。能量过滤像(EFTEM)分析表明，B 在管的表面和管内横向连接富集，富集区的厚度约为5nm：管壁主要由C组成，由于质厚 衬度的影响， C的EFTEM呈竹节状：管的内部空心区域主要是弥散分布的N元素，而O nm。 元素则主要分布在BCN管的最外表面，厚度为2-3 20 BIedge X6 18 16 Nl嘶 Ⅱ -6_、14 CK-电dga I o 炙12 l o- lI OK-edge 一 ● 暨10 君8 o 6