高能电子束辐照下的铂纳米微粒的形成与接合.pdfVIP

高能电子柬辐照下的铂纳米微粒的形成和接含。 胡兰青‘赵兴国‘梁伟’岩本知广”田中俊一郎…许并社‘ f·太原理工太学材料科学与工程学院太原030024) t¨东京大学工学部材料系 日本113，东京都文京区7-3．1) (¨·日本科学技术振兴事业团 日本236．横浜市金泽区福游1．J．i) 摘要本文研究了高能电子束辐照下的铂纳米微粒的形成和接结合。铂纳米微粒是用氩离子柬溅射在非晶 态碳膜上置各的，直径为1～6纳米。铂纳米微粒的尺寸与离子加速电压，离子柬流和辐照时间有关．离予 束流越大，加速电压越高，辐照时间越长，铂纳米微粒尺寸越大．利用电子柬辐照强度为1～3．3×lO”e／cm2·s 的高分辨透射电子显微镜，在室温台上研究了铂纳米微粒的迁移和接合行为，研究发现相邻的铂纳米微粒 相互接触并且牢固结合．从￡3到∑19a结合形成的CSL晶界结构．具有∑3CSL晶界优先形成。 关键词高能电子束辐照纳米粒子接合 1 引 言 报道了几种金属纳米微粒的迁移和接台机理，如铝和铂纳米微粒，这些都是使用高分辨透 射电子显微镜原位观察进行的”。但相关现象的研究与证实，如迁移、接合、晶界转变 行为及电子柬照射下接合的控制等，在金属纳米量级仍需详细研究。本文即是研究铂纳米 微粒在电子束照射下的相互作用以及相互间的接合，Pt／Pt晶界的移动以及原子量级晶界的 结构转变等。 2试验方法 铂纳米微粒是用氩离子束溅射技术在非晶碳膜上制备的，直径为1～6纳米。为使铂纳 来原位观察，试样放置在室温台上为晶格分析和晶界结构分析的方便，观察时纳米微粒的【110】 轴平行于入射电子束方向。 3结果及讨论 为了观察在电子柬照射下，铂纳米微粒的行为，我们只观察试样的同～区域的变化，·每 次辐照后每个纳米微粒的形状、尺寸、大小、位置的变化都可以被观察到。沉积态的铂晟结 合后的铂纳米微粒的明场像和电子衍射花样示于图1。图la显示的是用氩离子束溅射技术制 x 备的铂纳米微粒(电子柬辐照前)，图1b显示的是用2．1 后的纳米微粒的接合情况。图上可以清楚地看到，接合是通过纳米微粒的迁移来进行的-j例 如，在辐照区内(用点线表示)纳米微粒迁移并接合成集团。比较图la、图Ib可以发现， 相邻的铂纳米微粒迁移、相互接触芳接合，根据电子衍射花样，铂的结构在辐照前后都是触， 但接合后的花样更明锐，这是由于接合后的纳米粒子较初始微粒具有较好的晶体特征。众所 周知，铝和铂纳米微粒的接合和迁移过程是在电子束辐照中心进行，铂纳米微粒接台驵迁移 多大影响。 o国家自然科学基金，山西省回国留学人员基金． 联系人：许并社，教授(牌士)，博士生导师．太原理工大学材料科学与工程学院，太原03呻24． 173 ，． ? ●^d- ；，j ；’ ‘：tj ‘．． ，、t #、 ：t r”，I ∞‘j， 一 的电子柬照射700秒后的铂纳米微粒的接台(照射区为点线内部) 图2图l(b)中椭圆形区域中Pt／Pt结合的放大图象 日Iom∞·片m2蝌 口2IIl020elcm2，ec 口，5Ⅲ20。M2m ．I■0§oZ 700st：c