原子扩散和掺杂作为固体材料中物质迁移的重要方式,对材料的结构和性能有着重要影响,受到人们的广泛关注和研究。原子扩散可以有效调控纳米晶的微观结构,优化并改善纳米材料的原子分布,使其暴露更多催化位点,进而提高其催化反应中的稳定性,选择性和反应活性;原子掺杂可以改善材料性能,使其产生某种特定的光学,电学或者磁学属性,以满足人类需求。如何在微观尺度研究原子的运动一直是材料领域的重点问题。特别是近年来,由于贵金属纳米材料在工业催化,能量储存和转化方面展示出了优异性能,研究贵金属原子在纳米材料中的扩散和掺杂行为已经成为一项紧迫的任务。在本硕士论文中,我们对贵金属在纳米材料中的扩散和掺杂行为进行了系统研究。通过对原子扩散过程的构建和表征,我们发现了存在于纳米材料中的结构转变现象,并以此为基础,探讨其扩散机理和影响因素。除此之外,我们还深入研究了原子掺杂对非晶半导体能带的影响。论文的主要内容概括如下:第一章:简要阐述原子扩散和掺杂的相关背景知识,并论述本论文的选题依据和主要内容。第二章:我们以Au@Ag2S纳米晶为模型,研究金原子在硫化银中的扩散行为,发现了非晶Ag2S向晶体AuAgS或者Ag3AuS2的结构转变现象。通过球差电镜、XANES和原位XRD等先进技术,证实了金原子由纳米颗粒内部扩散至其表面,同时Au@Ag2S转变为AuAgS-AuAgx或者Ag3AuS2-AuAgx异质结。两种纳米异质结的光催化水分解性能具有很大差异,进一步研究表明,初始Au@Ag2S NCs中金银的原子数量比对结构转变所形成的三元化合物种类有决定性作用。第三章:我们发展了一种简便制备非晶GaOx纳米片的方法,并研究铂金属掺杂对其特性的影响。我们以碱金属无机盐作为模板,通过煅烧乙酰丙酮镓得到了非晶GaOx纳米片,并在其原位生长的过程中掺杂铂金属。利用球差电镜,SRPES和DRS等技术对非晶纳米片的原子分布和电子结构进行表征,发现铂元素的掺杂导致纳米片的导带和价带位置整体上移,禁带宽度减小,这一改变有利于提升纳米片的导电性能。