复合金属-金属氧化物Yolk-Shell结构纳米颗粒薄膜的制备及相关性能的研究

In this project, metal-metal oxide yolk-shell nanoparticles embedded in host film will be fabricated by the modified pulsed laser deposition method and in situ thermal oxidation technique. The formation mechanism of metal-metal oxide yolk-shell nanoparticles will be systematically investigated. The optical, electrical and magnetic properties of the metal-metal oxide yolk-shell nanoparticles will be controlled by optimization of the shell thickness, the core size and the void spaces of the yolk-shell nanoparticles. The purpose of this project is to fabricate monodispersed metal-metal oxide yolk-shell nanoparticles film with controllable properties and uniform morphology. The novel microstructure and properties of the metal-metal oxide yolk-shell nanoparticles film can be therefore achieved.

本研究项目拟利用改进的脉冲激光沉积技术结合利用原位热氧化法合成复合金属-金属氧化物Yolk-Shell结构纳米颗粒薄膜，了解复合金属-金属氧化物Yolk-Shell结构纳米颗粒形成的微观机理，通过调节纳米颗粒中外壳厚度、内核尺寸、空隙大小进一步优化复合金属-金属氧化物Yolk-Shell结构纳米颗粒薄膜的光学、电学和磁学性能，最终获取性质可控、形貌均一、单分散的复合金属-金属氧化物Yolk-Shell结构纳米颗粒，获取复合金属-金属氧化物Yolk-Shell结构纳米颗粒薄膜的新结构、新现象、新效应。

本研究项目首先借助于有自己特色的制备方法，利用改进的脉冲激光沉积技术结合快速退火技术制备了复合纳米颗粒薄膜，了解了复合纳米颗粒的尺寸、形貌和微结构与其光学和磁学性能之间的关联，获取了复合纳米颗粒薄膜的新结构与新物性。在此基础上，利用原位热氧化法，通过调控Kirkendall扩散效应，合成了金属-金属氧化物Yolk-Shell结构复合纳米颗粒薄膜。探索了金属-金属氧化物Yolk-Shell结构复合纳米颗粒形成的微观机理，系统的研究了Yolk-Shell结构纳米颗粒生长过程中的生长参数与其外壳厚度、内核尺寸、空隙大小之间的内在联系。获取了形貌均一且单分散的金属-金属氧化物Yolk-Shell结构复合纳米颗粒，实现了优异的光学和磁学性能。研究工作为探索和开发Yolk-Shell结构复合纳米颗粒的新应用提供实验和理论依据。项目实现了预定研究目标，完成了计划书中的全部研究内容。在Appl. Phys. Lett.、J. Alloy. Compd.等国内外SCI学术期刊共发表论文21篇，授权发明专利6项，培养硕士研究生6名。