微米/纳米尺度热科学与T程学中的若干重要问题及进展

文章阐述了当代最新的前沿学科之一--微米/纳米尺度热科学与工程学的研究意义、内容、进展及其相应的基本理论与实验研究方法,分析了由于微米/纳米器件尺度效应引起的一系列挑战性热问题,讨论了相应出现的一些新现象和新概念,指出了微米/纳米热科学方面新近发展的几类理论与实验技术的成功和不足之处,并归纳了该领域内若干可供探索的途径和新方向,特别就一些典型微米/纳米热器件及微尺度生物传热中的一些重要科学问题及其工程应用作了介绍.     

纳米尺寸微结构制备

10年前,电子器件的研究和制备刚刚跨入微米的量级.今天,已经在研究100nm尺寸的器件了.从而也就出现了若干新的术语如纳米尺度器件(nanoscale device),纳米制版术(nanolithography),纳米尺寸微结构制备或简称纳米制备(nanofabrication). 纳米尺度器件(以下简称纳米器件)可分成两类:常规器件和量子器件.通道长度短于100nm的场效应管是常规器件的例子.制备短通道场效应管的目的是获得短的飞越时间,在更高频率下使用场效应管.也可以通过减少飞越时间到与某一特征弛豫时间接近,而建立新的工作模式.常规器件一般用于电子相干长度小于器件的最小尺…     

用扫描热显微镜测量微小区域热导性质的探讨

随着高新技术的迅速发展,许多研究对象已进入亚微米和纳米范畴。在对这些对象的热性能和热可靠性的研究中,亚微米尺度的热物性测量已成为关键技术之一。例如：在微电子、微电子机械系统（MEMS）领域中,已使用纳米量级厚度的材质和做出纳米尺度线宽的器件。在材料科学、生物学、医学和化学等许多领域,高空间分辨率下的热物性测量也具有重要意义。本文经过实验;初步用扫描热显微镜判定了微小区域材料热导性质的差别,并从理论上探讨了用该仪器测量微小区域热导性质的方法原理。     

“原子制造:基础研究与前沿探索”专题编者按

制造技术的不断迭代发展带来了器件性能的飞跃,也推动着人类技术的进步.伴随着器件特征尺寸的不断缩小,制造技术先后经历了宏观制造、介观制造、微观制造和纳米制造等多个阶段,当前最具代表性的半导体工艺,已经从微米尺度走到最前沿的3 nm左右,并进一步向更小的尺度迈进.因此,制造技术进入到原子尺度已不再是遥不可及的梦想,而成为现在科技界研究前沿的现实对象.     

硅纳米孔柱阵列的结构和光学特性研究

采用水热腐蚀技术在单晶硅衬底上制备出一种新的硅微米／纳米结构复合体系——硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)，并对其表面形貌、结构及光学特性进行研究.Si-NPA的结构复合性体现为 在微米和纳米两个尺度上形成了三个分明的结构层次，即微米尺度的硅柱阵列结构、硅柱上 的纳米多孔结构以及组成孔壁的硅纳米晶粒.积分光反射谱和荧光光谱测试表明，Si-NPA具 有良好的光吸收和光致发光特性.依据Si－NPA积分反射谱的实验数据，采用Kramers-Kronig 变换关系计算得到了Si-NPA的复折射率和复介电函数、吸收系数等光学常数，并由此讨论了 Si-NPA相对于单晶硅的光学特性发生显著变化的原因.最后，通过分析Si-NPA的光吸收系数 与入射光子能量之间的关系，揭示出Si-NPA具有直接带隙半导体的电子结构特征，而且理论 计算得到的Si-NPA的带隙能与其光致发光谱的峰位能很好符合. 关键词： 硅纳米孔柱阵列 光学特性 电子结构 水热腐蚀     

微纳米加工技术在纳米物理与器件研究中的应用

物质在纳米尺度下可能呈现出与体材料不同的物理特件，这正是纳米科技发展的基础之一。要想探索在纳米尺度下材料物埋性质的变化规律及可能的应用领域，离不开相应的技术手段，微纳米加工技术作为当今高技术发展的重要技术领域之一，是实现功能人工纳米结构与器件微纳米化的基础。本文根据几个不同的应用领域，介绍了微纳米加工技术在纳米物理与器件研究领域的应用。     

从电动力学到量子电动力学：纳米光电子器件

纳米尺度下的光电器件的研制与米、毫米、微米尺度下电子器件或光学器件的研制在基本原理与制造技术上有本质的不同。必须采用量子电动力学和介观物理作为基本原理。在量子电动力学中,光子与电子可以相互转化,光子也可以储存在“空腔”中。光一电转换或光一电一光的转换甚至可以在远小于一个光波的尺度内实现（如100nm以下）。基于大量最新现象发现的启示与推动,产生了一种全新的光予技术：纳米光子技术。在这种全新的纳光子技术中,人们将光子电子的输运与转化联合起来进行考虑,非线性光学获得了长足的发展。微电子技术和概念被大量地推广应用于纳光子技术开发。创新型元件如集成激光器、30dB光放大器、效率为30％的1．55μm滤波器等层出不穷地涌现。纳米技术的研发为信息储存、输运和处理开辟了新的天地。进入21世纪,纳米光子技术研究日新月异。在摩尔经验规律的指导下,不断发展的微电子工业的制造精度已进入100nm领域。大规模应用纳米电子、纳米光子技术的时代已经来临。一些新型的光通讯线路已开始应用纳米光子器件。对公众而言,用于照明的LED只是一个应用实例。报告将结合法国国家纳米研究平台的研发成果来阐述纳米光子学的原理和纳米光子器件发展的趋势。     

Growth Mechanism and Characterization of Single-crystalline Ga-doped SnO2 Nanowires and Self-organized SnO2/Ga2O3 Heterogeneous Microcomb Structures

Ga掺SnO2单晶纳米线和SnO2/Ga2O3自组织异质微米梳是通过简单的热蒸发沉淀法一步制得的,并通过X射线粉末衍射(XRD)、场激发扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量散射谱仪(EDS)、选区电子衍射谱(SAED)进行表征．从FE-SEM的图片上可以看出生成的产物具有纳米线和一种新的微米梳状形貌．XRD、SAED和EDS显示他们是单晶四角形的SnO2．产物的主干呈带状,纳米带阵列均匀的分布在主干的一侧或两侧．大量的Ga2O3纳米颗粒沉积在微米梳的表面．主干纳米带主要沿着[100]方向生长, 自组织的纳米带分支则在主干的(100)面上沿着[110]或者[110]方向生长．由于Ga的大量掺杂,光致发光谱的衍射峰发生红移并严重变宽．针对SnO2:Ga2O3异质微米梳的生长过程进行了解释,并讨论了实验条件对形貌的影响．     

微尺度薄膜热导率测试技术

随着器件尺寸进入到微／纳米尺度，其热物性与体材料相比有了很大差别。在器件热性能和可靠性研究过程中，对热导率的测量成为了关键技术之一。本文概述了SiO2、SiNx、金刚石等薄膜在微小型器件中的用途及其热导率测试技术的发展，并进一步总结了用于薄膜热导率测量的常用方法。     

导电聚合物微米/纳米结构的制备和性质

文章综述了导电聚合物微米／纳米结构(微米管、纳米管、纳米线和微米球等)近几年来所取得的研究进展．重点介绍了三种制备方法(模板合成、无模板法、电纺丝技术)和导电聚合物微米／纳米管的电学、力学、热学、磁学等性能．     

钙钛矿锰氧化物La0.7Sr0.3MxMn1-xO3(M=Cr,Fe)的巨磁电阻效应与磁性

研究了溶胶 -凝胶法制备氧化物巨磁电阻材料的工艺 ,制备了La0 .7Sr0 .3 CrxMn1-xO3 (x =0 ,0 .10 ,0 .15 )和La0 .7Sr0 .3 FexMn1-xO3 (x =0 .0 5 ,0 .10 ,0 .16 )两系列的单相钙钛矿锰氧化物多晶样品 ,并研究了Cr ,Fe替代La0 .7Sr0 .3 MnO3 中部分Mn后对其结构、磁性和巨磁电阻性质的影响 .观察到La0 .7Sr0 .3 Cr0 .15Mn0 .85O3 和La0 .7Sr0 .3 Fe0 .0 5Mn0 .95O3 两个样品的电阻 温度曲线都出现了双峰 .定性讨论了可能产生双峰的机制 .随Cr(或Fe)替代量的增加 ,材料的居里温度很快下降 ,铁磁性减弱 ,导电性降低 ,巨磁电阻效应增强 .但与Fe掺杂相比 ,相同数量的Cr掺杂对材料的影响要小 .     

化学发光法直接测定水中1，3-二氯-5，5-二甲基海因的研究

研究了在碱性条件下(pH12.0—12.5)1,3-二氯-5,5-二甲基海因与鲁米诺-过氧化氢体系产生的化学发光性质,首次建立了一种测定其含量的新方法,并应用于游泳池水中1,3-二氯-5,5-二甲基海因的测定,结果满意。1,3-二氯-5,5-二甲基海因的浓度在8.0×10     

非硅基底1×4微机电系统光开关

设计研制了一种小体积、低成本、可扩展的低电压非硅基底 1× 4微机电系统光开关。开关单元由电磁驱动 ,微反射镜绕直径 10 0 μm转轴转动 ,驱动电压为 5V ,开关时间小于 2ms,插入损耗小于 0 .84dB ,具有断电自锁功能。器件构造工艺采用微细电火花加工技术。用有限元法分析受力和磁场 ,进行结构优化设计 ,并着重介绍开关的实现及性能     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的二维spin-Peierls模型的基态行为

在平均场理论基础上,研究了具有DzyaloshinskiiMoriya(缩写为DM)相互作用的二维spinPeierls模型以及DM相互作用对二聚化的影响.研究表明,随模型参量的不同,DM相互作用能加强或削弱二聚化位移.另外,发现DM相互作用对二聚化位移的依赖程度参量λ存在一个特殊点λc,当λ=λc时,DM相互作用对二聚化没有影响.随晶格弹性系数的增加,λc将增大,而链间耦合将使λc减小 关键词： 二维spinPeierls模型 DM相互作用     

钼-二溴邻硝基苯基荧光酮-CTMAB体系的分光光度法研究

研究了 1.2 mol· L-1的盐酸溶液中 ,有 CTMAB存在下 ,钼与 DBON- PF的显色反应。钼与 DBON- PF生成红色络合物 ,最大吸收波长为 540 nm,摩尔吸光系数为 6.2× 10 4 L·mol-1·cm-1。测得络合物的组成比为 Mo( )∶ DBON- PF=1∶ 2。钼量在 0— 2 0 μg/ 2 5m L范围内符合比耳定律。有色络合物稳定 8h以上。该方法用于矿石中微量钼的测定 ,结果令人满意。     

新显色剂5-(6-硝基苯并噻唑偶氮)-8-氨基喹啉与镍显色反应的研究及应用

研究了新显色剂5-(6-硝基苯并噻唑偶氮)-8-氨基喹啉与镍的显色反应。在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵存在下的弱碱性介质中,试剂与镍形成3∶1的蓝色配合物,其最大吸收波长位于615nm处,表观摩尔吸光系数为1.13×10     

光波导开关的最新进展

随着光纤通信技术的不断发展，作为光分插复用（OADM）和光交叉互联（OXC）核心器件的光开关作用日益突出。文章从开关单元结构、材料及调制机理三个角度对波导开关进行了划分，阐述了波导开关的基本原理以及当前的研究进展，对面临的一些技术挑战进行了分析，并提出了自己的观点。     

光生伏打LiNbO_3:Fe晶体从自散焦到等效“自聚焦”的动态转换

实验研究了在一定条件下LiNbO3:Fe晶体中从自散焦到等效“自聚焦”转换的动态行为 ,提出了出现自聚焦的物理机理为双相位共轭的法布里 珀罗干涉腔中的多光束干涉与光折变效应的共同结果 .该效应有希望在光折变自散焦介质中形成亮空间孤子     

全光非线性光孤子通信系统技术

近年来光孤子通信技术发展很快,各种新方案不断提出,各种系统设计与试验系统技术取得了重大突破,使光孤子通信向衫化迈进一大步,文章综述了光孤子通信技术的最新进展,分析了光孤子通信技术的发展趋势。     

ICP-AES法在热镀锌合金分析中的应用

用ICP－AES法测定了热镀锌合金的AI、Cd、Cu、Fe、Pb、Sn等元素含量,考察了基体及无机酸浓度对被测元素分析线强度的影响,选择了仪器最佳工艺条件。试验结果表明,该法简便快速,检出限、精密度及准确度令人满意,能满足分析要求。