一维二氧化硅纳米材料的光谱分析.pdfVIP

兰州大肖巴|贸士研究生毕翊d仑文 摘要 随着科技的发展，纳米科技越来越受到人们的关注。纳米材料引起了材料界和 物理界的极大兴趣和蕊关注，很快形成了世界性的“纳米热”。近几年来，人们利 用各种方法陆续合成了多种一维纳米材料，诸如纳米管、纳米线、纳米棒、纳米带 和纳米线阵列等，为进一步研究纳米结构和一维纳米材料的性能奠定了基础。二氧 化硅(si02)是地球上存在较丰富的物质之一。所以，二氧化硅是众多矿石和宝石的 重要组成部分，它或者以纯粹的二氧化硅形式，或者以相关氧化物混合的形式存在。 纳米二氧化硅是一种重要的纳米材料，是一种无定性白色粉末，无毒、无味、无污 染的无机非金属材料。Si02纳米材料在各领域得到了广泛应用，同时，Si02是玻璃、 催化剂和以硅为主的微电子器件和光纤的重要组成部分。近年来，在科学界得到充 分重视逐渐成为一种重要的一维纳米材料。Si02纳米管或纳米线可通过多种方法合 成，如激光烧蚀、溶胶凝胶、化学气相沉积法(CVD)、气．液．固法(VLS)等。本文 纳米线进行振动光谱分析，研究工作主要包括以下几个方面： (—．)极性基团对一维二氧化硅纳米线光谱的影响 运用密度泛函理论计算了无水合和水合二氧化硅单、双链结构以及环状链结构 的拉曼光谱。从中选取了径向呼吸和对称伸缩两种特殊的振动模式，通过分析了两 种振动模式的拉曼频率、退偏比以及极化率来说明羟基基团的影响；并且我们利用 简单的谐振子模型及和弹簧串并联理论解释了频移现象。另外，由于加羟基后结构 的对称性降低，而且使得电荷密度重新分布。在小尺寸时，羟基对其的影响在拉曼 频率和退偏比方面表现得尤为明显。同时通过对单、双链结构拉曼光谱中极化率的 分析，发现由于极性基团的趋向不同，极性基团的影响也得到充分体现。 ㈡二氧化硅纳米线中振动模式的奇偶振荡 维链状纳米线的振动光谱。结果发现，在红外和拉曼光谱中振动频率和强度随着二 氧化硅纳米线单元个数的奇偶变化，表现出奇偶振荡现象。团簇两端极性基团取向 的影响，使不同振动模式的奇偶振荡强弱有所差异，进一步从极化率说明了羟基对 准一维(Si02)．纳米线奇偶性变化所起的作用。 ㈢二氧化硅纳米结构径向呼吸振动的理论研究 的径向呼吸振动频率随链或管长的增加而频率移动相反，即分别发生红移和蓝移， 但随着链和管趋于无限长频率趋近稳定值；同时，随着直径的增大，振动频率减小。 在小尺寸时，由于结构内部的应力影响使频率移动更明显。进一步从键长和键角分 析说明，结构应力的作用致使频率随尺寸发生移动。 关键词：密度泛函理论；Si02纳米材料；奇偶振荡；红外光谱：拉曼光谱 ABSRACT with ofscience Nanoscientificandtechnicalis concerned extraordinary developing and materialsare concernedmaterialfieldand technology．Nanophaseextensively by thelastfew formedthe years，people field，and nano-upsurge．In physics quickly worldly to alotofonedimension materials． haveuntilizedmethods nano-composite many compose as andnanowireetc．Andit Such