埋嵌型金屬納米顆粒的應變場研究.pdf

1、對于埋嵌型的納米顆粒，在其生長過程中總是不可避免的伴隨著應變的產生，這個存在的應變對于納米顆粒的光學、電學和磁學性能有很大的影響。本文研究了金屬納米顆粒和金屬核殼結構納米顆粒微觀形貌與應變場之間的相互關系，研究工作對于金屬納米顆粒以及金屬核殼結構納米顆粒的制備及其潛在應用具有重要的指導意義。
　　1、利用脈沖沉積以及快速退火技術制備了埋嵌再Al2O3薄膜中的Au和Ag納米顆粒，再用透射電子顯微鏡觀察納米顆粒的結果。我們用有限元法研

2、究了埋嵌在Al2O3薄膜Au和Ag納米顆粒的應變場，研究結果發(fā)現(xiàn) Au和Ag納米顆粒均受到Al2O3的非均勻偏應變的作用。而且Au納米顆粒受到的應變弱于Ag納米顆粒受到的壓縮應變。這可能是由于Au納米顆粒的楊氏模量大于Ag納米顆粒的楊氏模量。
　　2、我們應用有限元法進一步研究了Au和Ag納米顆粒在金屬-氧化物-半導體（MOS）存儲電容器中的應變。研究結果發(fā)現(xiàn) Au和Ag納米顆粒受到了高介電Al2O3以及傳統(tǒng)介電 SiO2材料的應

3、變作用，且應變場分布與周邊的介電材料密切相關。納米顆粒埋嵌在不同的介電材料受到的應變有很大的不同。這為我們調控Au和Ag納米顆粒的微觀結構提供了一個有效的手段。
　　3、在以上研究的基礎上，研究了不同核尺寸和殼層厚度的埋嵌型Au/Ag以及Ag/Au核殼型結構納米顆粒應變場。研究發(fā)現(xiàn)由于Au的楊氏模量大于Ag的楊氏模量，隨著Au/Ag以及Ag/Au核殼結構納米顆粒核尺寸的增加，Au/Ag核殼結構納米顆粒的應變梯度也增加，然而Ag/A

4、u核殼結構納米顆粒的應變梯度保持不變且Au/Ag核殼結構納米顆粒的應變梯度要大于Ag/Au核殼結構納米顆粒的應變梯度。隨著殼層厚度的增加，雖然Au/Ag和Ag/Au核殼結構納米顆粒受到的壓縮應變都增加，但是其殼的應變梯度卻逐漸減小，并且Au/Ag在殼上的應變梯度減小的速度比Ag/Au核殼結構納米顆粒上減小的速度更大。研究工作對于通過調節(jié)形貌來調節(jié)Au/Ag和Ag/Au核殼結構納米顆粒的應變場，進而調節(jié)Au/Ag和Ag/Au核殼結構納米顆