引入纳米球形二氧化钛的尘埃等离子体颗粒生长

在尘埃等离子体环境中，由反应性气体自发生长纳米颗粒已被广泛研究三十余年，主要集中于碳氢化合物和硅酸盐颗粒。在此，我们引入宽带隙半导体二氧化钛作为尘埃等离子体纳米颗粒的生长。所得颗粒呈现球形形貌，并在经过 70 秒后达到 230 $\pm$ 17 nm 的最大均匀半径。颗粒呈线性生长，且生长表现出周期性行为；即，在达到最大半径后，最大的颗粒脱离等离子体，随后立即开始新的生长周期。颗粒在生长不同时间后被收集，并使用扫描电子显微镜成像。进一步使用能量色散 X 射线光谱、X 射线衍射和拉曼光谱进行表征，以阐明最大尺寸颗粒的化学组成与结晶性质。最初，生长 70 秒后的颗粒呈现非晶结构。然而，在 400 $^\circ$C 和 800 $^\circ$C 温度下的退火处理分别诱导结晶，产生锐钛矿和金红石相。值得注意的是，在 600 $^\circ$C 退火产生了锐钛矿与金红石的混合相。这些发现为作为尘埃等离子体的二氧化钛的快速且可控生长技术开辟了新途径。