納米電化學(xué)

前言

　　近20年來(lái)，納米材料的制備與應(yīng)用研究一直是材料領(lǐng)域的熱門(mén)課題，尤其是近年來(lái)有關(guān)納米材料的形貌與尺寸控制更成為這方面的研究重點(diǎn)。電化學(xué)方法以其合成溫度低、易精確控制、高選擇性及微觀結(jié)構(gòu)可調(diào)控等特點(diǎn)，是一種非常適合制備納米結(jié)構(gòu)材料的方法，尤其是在具有不同形狀的復(fù)雜基底材料上制備納米薄膜，更有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。因此，在納米技術(shù)中應(yīng)用電結(jié)晶過(guò)程對(duì)于表面構(gòu)型及表面修飾改性具有相當(dāng)?shù)奈Γ緯?shū)于2007年第1版發(fā)行，對(duì)10年來(lái)這方面的最新成果進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)?！　∪珪?shū)結(jié)構(gòu)上分為兩大部分，第一部分——基本理論，包括第1～5章，包含了電結(jié)晶過(guò)程對(duì)電化學(xué)納米技術(shù)的影響、低維金屬相生成的計(jì)算機(jī)模擬、離子液體中金屬和半導(dǎo)體的納米電結(jié)晶及原子層的電化學(xué)取向生長(zhǎng)等；第二部分——納米結(jié)構(gòu)的制備與特性，包括第6～12章，包含了通過(guò)STM方法電化學(xué)生成金屬納米簇、有序陽(yáng)極多孔氧化鋁層的制備及金屬和合金納米線(xiàn)在多孔氧化鋁模板中的電沉積、納米尺度磁性和非磁性金屬?gòu)?fù)合層的電沉積過(guò)程及特性研究等。各章節(jié)均由這個(gè)領(lǐng)域的國(guó)際著名學(xué)者執(zhí)筆，內(nèi)容豐富翔實(shí)，論述深入淺出、通俗易懂，且收錄有大量的參考資料，對(duì)于該研究領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員及初學(xué)者都是很好的參考書(shū)。　　為了促進(jìn)我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的研究，我們將本書(shū)譯成中文。本書(shū)由李建玲、王新東翻譯。在本書(shū)的翻譯過(guò)程中，苗睿瑛、高飛、張雅琨、許軍元、劉桂成、張超、唐玲、韓桂梅、方勇、葉鋒、王同濤等研究生做了大量工作，在此表示深深的感謝！此外，在本書(shū)的出版過(guò)程中，我們還得到了責(zé)任編輯的熱情支持和幫助，在本書(shū)出版之際，我們對(duì)他們表示誠(chéng)摯的謝意！　　由于本書(shū)涉及的研究領(lǐng)域和知識(shí)面廣泛，我們的水平有限，可能存在許多翻譯不準(zhǔn)確，甚至不正確的地方，懇請(qǐng)廣大讀者提出寶貴的意見(jiàn)。

內(nèi)容概要

本書(shū)由國(guó)際著名學(xué)者執(zhí)筆，詳細(xì)介紹了近十年來(lái)應(yīng)用電化學(xué)方法制備納米結(jié)構(gòu)材料的最新成果。全書(shū)從結(jié)構(gòu)上分為兩部分，第一部分介紹了基礎(chǔ)理論，包括電結(jié)晶過(guò)程對(duì)電化學(xué)納米技術(shù)的影響、低維金屬相生成的計(jì)算機(jī)模擬、離子液體中金屬和半導(dǎo)體的納米電結(jié)晶及原子層的電化學(xué)取向生長(zhǎng)等；第二部分介紹了納米結(jié)構(gòu)的制備與特性，包括通過(guò)STM方法電化學(xué)生成金屬納米簇、有序陽(yáng)極多孔氧化鋁層的制備及金屬和合金納米線(xiàn)在多孔氧化鋁模板中的電沉積、納米尺度磁性和非磁性金屬?gòu)?fù)合層的電沉積過(guò)程及特性研究等。     本書(shū)內(nèi)容豐富翔實(shí)、論述深入淺出，適合電化學(xué)、材料領(lǐng)域的科研人員和高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生閱讀和參考。

書(shū)籍目錄

第一部分  基本原理　1  電化學(xué)對(duì)納米技術(shù)的影響　　Georgi Staikov，Alexander Milchev　2  電化學(xué)低維金屬相形成的計(jì)算機(jī)模擬　　Marcelo M.Mariscal，Ezequiel P.M.Leiva　3  金屬的模板法電沉積與STM探針技術(shù)制備零維納米孔洞　　Wolfgang Kautek　4  離子液體在金屬與半導(dǎo)體納米尺度電化學(xué)結(jié)晶過(guò)程中的應(yīng)用　　Walter Freyland，Chitradurga L.Aravinda，Ditimar Borissov　5  超共形膜生長(zhǎng)　　Thomas P.Moffat，Daniel Wheeler，Daniel Josell第二部分　納米結(jié)構(gòu)的制備與特性　6  應(yīng)用STM針尖納米電極實(shí)現(xiàn)金屬的原位電化學(xué)結(jié)晶　　Werner Schindler，Philipp Hugelmann　7  有序陽(yáng)極多孔氧化鋁層制備及其在納米技術(shù)中的應(yīng)用　　Hidetaka Asoh，Sachiko Ono　8  金屬納米接觸點(diǎn)和納米帶的電化學(xué)制備　　Fang Chen，N.J.Tao　9  電化學(xué)階邊修飾法(ESED)制備納米線(xiàn)　　Reginald M.Penner　10  陣列納米結(jié)構(gòu)的電化學(xué)組裝　　Takayuki Homma　11  單晶電極表面二維磁性納米結(jié)構(gòu)材料的電化學(xué)沉積　　Philippe Allongue，F(xiàn)ouad Maroun　12  納米尺度磁性/非磁性金屬多層結(jié)構(gòu)的電化學(xué)制備與性能研究　　László Péter，Imre Bakonyi

章節(jié)摘錄

　　納米材料不僅在許多領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力，而且在材料屬性方面也深刻影響了原子、分子和大塊物體之間的轉(zhuǎn)移機(jī)制。自從1900年起，在許多領(lǐng)域?qū){米結(jié)構(gòu)的制備的興趣越來(lái)越大，這些領(lǐng)域包括：表面／內(nèi)部化學(xué)、電化學(xué)、膠體化學(xué)、聚合物科學(xué)、生物化學(xué)、沸石黏土化學(xué)、掃描空隙電化學(xué)等。綜上所述，基質(zhì)或者基體在納米裝備制備中的應(yīng)用使得具有直徑大小從微米到納米的有序空隙的納米材料已經(jīng)在基礎(chǔ)研究和商業(yè)應(yīng)用中引起了極大興趣?！　《嗫钻?yáng)極氧化膜，例如多孔陽(yáng)極氧化鋁，是由Al的陽(yáng)極氧化而形成的，是一種典型的自我生成納米多孔材料。通?；诙嗫钻?yáng)極氧化膜的密度，稱(chēng)作納米隧道或者納米洞結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗臐撛趹?yīng)用領(lǐng)域是基于獨(dú)特的固體形狀和納米級(jí)蜂窩狀結(jié)構(gòu)。從圖7.1可以看出，這種多孔材料已經(jīng)作為一種關(guān)鍵材料廣泛應(yīng)用于許多裝置類(lèi)型的制備。　　從許多多孔陽(yáng)極氧化鋁的形態(tài)研究來(lái)看，兩種Al的陽(yáng)極氧化膜是眾所周知的：一種是較厚的多孔氧化物外部領(lǐng)域，一種是較薄的阻隔膜內(nèi)部領(lǐng)域，它是附屬于金屬的。1953年，凱勒、亨特、魯濱遜報(bào)道了通過(guò)電子顯微鏡觀察到的多孔氧化鋁膜的結(jié)構(gòu)特征，第一次提出了幾何單元結(jié)構(gòu)模型。而且的是，他們認(rèn)為單元結(jié)構(gòu)的尺寸，例如單孔或多孔的直徑以及隔離膜的厚度，主要取決于形成電壓，而且它們是隨著電壓線(xiàn)性增加的。隨后，許多研究者拿出了類(lèi)似的線(xiàn)性證據(jù)來(lái)支持他們的發(fā)現(xiàn)，包括陽(yáng)極膜的單元尺寸。關(guān)于20世紀(jì)90年代對(duì)陽(yáng)極膜生長(zhǎng)機(jī)理的研究背景見(jiàn)參考文獻(xiàn)。

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