《液相激光燒蝕及其納米材料制備應用》介紹一種*特的納米制備技術即液相激光燒蝕（laser ablation in liquids，LAL）技術，以及其納米材料制備的應用。LAL技術的優點表現在：①化學上“簡單、干凈”，不需要任何催化劑，屬于綠色合成，可以在溫和環境中進行諸如高溫高壓相等亞穩相納米材料制備；②特殊的反應空間使得合成的納米材料的組分來自固體和液體，為科學家基于基礎或應用的需求所合成的納米材料進行組分設計提供了可能；③可以通過調節激光參數、液體種類和靶材，對制備的納米材料的尺寸、形貌、結構等進行調控；④可以通過電場、磁場、溫度場、電化學的引入，原位對功能納米結構組裝進行操縱。
目錄
第1章 引言 1
參考文獻 8
第2章 氣體環境中固體靶的激光燒蝕 16
參考文獻 19
第3章 液體環境中固體靶的激光燒蝕 22
3.1 基本物理過程 22
3.1.1 液體環境中毫秒激光燒蝕固體靶及熔化過程 22
3.1.2 液體環境中納秒激光燒蝕固體靶及等離子體羽形成 24
3.1.3 液體環境中皮秒激光燒蝕固體靶及空泡產生 28
3.1.4 液體環境中飛秒激光燒蝕固體靶及多形態過程 29
3.2 基本化學過程 33
3.2.1 等離子體中的化學反應 33
3.2.2 固體與液體界面的化學反應 36
3.3 熱力學特征 37
3.4 動力學特征 40
參考文獻 43
第4章 LAL中納米晶形成的物理化學過程 49
4.1 成核熱力學 49
4.2 相變熱力學 51
4.3 生長動力學 53
參考文獻 55
第5章 LAL合成納米金剛石及新碳相納米材料 58
5.1 納米金剛石 58
5.1.1 Bottom-up合成納米金剛石 59
5.1.2 Top-down合成納米金剛石 62
5.1.3 來自煤的納米金剛石 67
5.1.4 納米金剛石的熒光起源 73
5.2 LAL中金剛石的相變 81
5.2.1 金剛石-石墨相變的中間相 82
5.2.2 金剛石-碳蔥可逆相變 86
5.2.3 金剛石-新金剛石相變 95
5.3 新碳相納米材料 102
5.3.1 C8納米晶 103
5.3.2 C8-like碳納米方塊 110
5.3.3 白碳納米晶 117
參考文獻 128
第6章 新穎亞穩相納米材料的LAL探索 139
6.1 閃鋅礦硅納米晶 140
6.2 四方相鍺納米晶 148
6.3 雙層六角密堆積鐵納米晶 152
6.4 立方氮化硼納米晶 156
6.5 立方碳氮納米晶 159
6.6 立方氮化鎵納米晶 161
參考文獻 166
第7章 LAL納米制備技術 171
7.1 電場輔助LAL用于金屬氧化物納米晶形貌控制 171
7.1.1 多種形貌金屬氧化物半導體納米晶 171
7.1.2 電場對納米晶形貌形成的影響 173
7.2 電場輔助LAL用于納米結構組裝 174
7.2.1 金屬氧化物功能納米結構 174
7.2.2 納米結構組裝中的定向附著機制 175
7.3 溫度場輔助LAL用于納米結構組裝 176
7.3.1 一維和二維納米結構 176
7.3.2 納米結構組裝中的Ostwald熟化機制 177
7.4 電化學輔助LAL用于復雜納米結構組裝 179
7.4.1 多金屬氧酸鹽納米結構 179
7.4.2 納米結構組裝中的化學反應 181
7.5 磁場輔助LAL用于磁性納米鏈組裝 182
7.5.1 磁性納米顆粒一維鏈束 182
7.5.2 磁場感應定向附著機制 185
參考文獻 188
第8章 液體環境中納米圖案LAL組裝 193
8.1 液體環境中脈沖激光沉積用于納米圖案組裝 193
8.1.1 液體環境中的脈沖激光沉積 193
8.1.2 在透明基片上組裝納米顆粒圖案 193
8.2 液體環境中功能納米結構圖案的激光直寫 195
8.2.1 異質結構納米圖案的組裝 195
8.2.2 液體環境中激光誘導的相變 196
參考文獻 199
第9章 LAL制備的納米材料 200
9.1 納米顆粒-聚合物復合材料 200
9.2 摻雜半導體納米晶體 202
9.3 亞微米球形顆粒 204
9.4 單分散膠體量子點 208
參考文獻 212
第10章 LAL基納米材料的應用 216
10.1 光學功能納米結構 216
10.1.1 熒光發射 216
10.1.2 可見光散射 223
10.1.3 非線性光學 226
10.1.4 光熱轉換 229
10.2 磁性功能納米結構 234
10.3 應用于環境科學的功能納米結構 237
10.3.1 吸附 237
10.3.2 光催化降解 239
10.3.3 傳感 245
10.4 應用于綠色能源中的功能納米結構 251
10.4.1 超級電容器 251
10.4.2 鋰離子電池 253
10.4.3 太陽電池 255
10.4.4 混合發光二極管 257
10.4.5 光催化分解水產氫 258
10.4.6 電化學催化劑 260
10.5 生物醫學功能納米結構 262
10.5.1 生物分子載體 262
10.5.2 陽性造影劑 264
10.5.3 生物識別 266
10.5.4 納米酶 267
參考文獻 272
第11章 結論和展望 287
11.1 LAL納米制備技術的主要優勢 288
11.1.1 清潔表面 288
11.1.2 亞穩納米相 290
11.2 LAL納米制備技術的不足和解決方案 291
11.2.1 產額 291
11.2.2 尺寸和分散度控制 293
11.3 LAL納米制備技術的未來發展 294
11.3.1 物理化學機制探索 294
11.3.2 應用領域拓展 295
參考文獻 298
附錄 楊國偉研究組發表LAL納米制備技術論文目錄 302
后記 308
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