取向纳米ZnO/Cu_2O异质结阵列的制备及光电特性

以水热合成法制备的一维取向n型ZnO纳米线阵列为衬底,采用电化学沉积法在其上沉积生长一层p型Cu2O半导体包覆层,制备出了新型ZnO/Cu2O异质结纳米线阵列光敏器件.利用XRD、SEM、TEM、XPS、PL及光响应特性等测试方法对样品的形貌、晶体结构、化学成分及光电特性进行了分析表征.研究了生长条件对ZnO/Cu2O异质结纳米线阵列各种特性的影响.研究发现,适宜的沉积电压和沉积时间是保证ZnO/Cu2O异质结光敏器件具有适宜厚度核壳包覆层及较好光响应特性的关键因素.研究结果为ZnO及Cu2O半导体材料在光敏器件中的应用提供了实验基础.     

模板法制备枝状Pt纳米线

一维纳米材料的制备是近年来纳米材料的研究热点. 利用具有纳米尺度的孔洞阵列模板沉积各种材料构筑纳米线的方法具有制备简便和成本较低等优点[1,2]. 常用的模板有多孔阳极氧化铝(AAO)、多孔硅和聚合物等, 其中AAO模板具有耐高温, 绝缘性好, 孔洞分布均匀, 孔径、孔深大小可控等特点, 是模板法研究的热点. 通过模板法电化学沉积制备各种金属纳米线已有很多报道[3～8], 本研究小组也曾报道了模板法电化学沉积Au等纳米线的制备及性质[9～12], 但用该方法制备的金属纳米线都为单一的线状结构. 组成当代大规模集成电路的基本器件一般具有3个或3个以上的电极. 单一的线状结构纳米线, 不能满足纳米电子学对纳米材料和纳米器件性能研究的需要. 在纳米器件的特性研究和探索中, 枝状或Y形纳米结的制备有重要的意义, 它是纳米器件从理论到实用化的必备条件. Sui等[13]用模板法成功制备了枝状碳纳米管, 但用AAO模板制备枝状金属纳米线的研究至今还未见报道. 本文通过控制铝片的阳极氧化条件, 先制备出具有分枝状孔洞结构的AAO模板, 再用电化学法沉积金属Pt, 实现了枝状Pt纳米线的可控生长. 这对其它金属枝状纳米线的制备以及进一步掺杂、构筑纳米原型器件等具有显著的实用价值.     

纳米TiO_2的制备及其改性和应用研究进展

简要介绍了TiO2纳米材料的制备、改性方法及其应用;其制备方法包括气相法和液相法,液相法又包括溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、液相沉积法和微乳液法;其改性主要包括贵金属沉积、离子掺杂、染料敏化和半导体复合;其应用领域则主要包括光催化、光伏电池和光解水.     

特殊纳米结构的化学自组装

本文介绍了近年来国际上一维纳米材料的制备方法的最近进展，如模板法、激光剥蚀法、分子束外延法、有机溶剂中溶液-液体-固体生长法等，同时还介绍了利用新的化学自组装路线制备一维核／鞘结构、无机半导体／高分子纳米电线、金属硫化物纳米空球和花生状纳米结构等工作。     

多级复合半导体纳米材料的制备

金属氧化物、Ⅲ-Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ等半导体纳米材料由于其独特的功能性质已广泛应用于光学、电子、太阳能转化、催化等领域,是当今先进材料领域的研究前沿与热点。随着科技的发展,人们对材料的高效、多功能要求已成为必然,对半导体材料发展要求亦如此。多组分复合、多层次结构协同是实现半导体纳米材料多功能化与高效化的有效途径。构筑多级结构组合纳米半导体,不但可以调控其能带结构而提高半导体材料的光电与催化性能,而且由于多级低维纳米结构聚集时形成的空间位阻效应可以有效克服纳米晶“易团聚”难题。本文提出多级结构组合纳米晶的概念、分类,结合近年来该领域的研究实践,较系统地综述了多级复合半导体纳米结构制备的最新研究进展。首先简要介绍了多级复合半导体纳米材料的概念与典型结构; 其次对典型多级复合半导体纳米材料的制备方法进行了重点评述,分别综述了液相法、气相法以及最新发展起来的静电纺丝等方法在多级结构半导体复合纳米材料制备中的应用实践。再其次,对以具有半导体特性的石墨烯及其功能化衍生物为基体的新型多级复合半导体纳米材料的制备做了综述。最后对半导体/半导体多级结构复合纳米材料的发展方向做了展望。     

溶致液晶模板电化学沉积纳米材料

本文综述了以小分子表面活性剂构成的溶致液晶作模板,采用电沉积方法制备金属、半导体、导电聚合物的纳米膜、纳米线等材料的研究进展.对影响沉积产物形貌和性能的各因素进行了分析,展望了溶致液晶模板电沉积纳米材料的发展趋势.     

一维铁磁金属纳米材料的制备、结构调控及其磁性能

一维铁磁金属纳米材料不但具有普通纳米粒子的各种特殊效应,而且具有独特的形状各向异性和磁各向异性,是构筑新型电磁功能材料的重要组元,在高密度磁记录、敏感元器件、电磁波吸收、催化剂、医学和生物功能材料等领域具有重要的应用。本文以一维铁磁金属纳米材料的制备技术为评述线索,重点论述了一维铁磁金属纳米材料的形貌参数（包括直径、长度、长径比）,晶面取向等微观结构的调控方法以及结构对磁性能的影响规律,指出发展新型的一维铁磁纳米材料的结构控制方法,研究一维材料的定向排布及组装技术,并从更深层次揭示一维结构与性能的关系以及开发一维铁磁纳米材料在各领域的实际应用是未来研究的主要发展方向。     

二维硫化钼的溶液法制备及其复合材料在光、电催化领域的应用

作为二维（2D）过渡金属硫族化合物（TMDs）的成员之一,MoS₂因其独特的物理化学性质及在自然界中丰富的含量成为目前研究最广泛的一种半导体。凭借超薄的层状结构和可调控的禁带宽度,单层和多层的二维MoS₂纳米材料在众多研究领域都备受关注。基于溶液法的合成工艺（如超声辅助液相剥离和湿化学合成法）有望实现大规模、高产量地制备二维MoS₂纳米材料,更重要的是,基于溶液法合成的二维MoS₂纳米材料便于作为模板或者载体来制备功能性复合纳米材料,有利于进一步提升其在相关应用中的性能。本文重点介绍了基于溶液制备二维MoS₂纳米材料的各种合成方法,同时特别关注了溶液法制备的二维MoS₂复合纳米材料及其在光、电催化方面的应用,并展望了溶液法合成二维MoS₂及其复合材料的应用前景和挑战。     

液相沉积法(LPD)在分析化学中的应用

液相沉积法(LPD)是湿化学法中发展起来的一种全新成膜方法,现已广泛应用于集成电路、金属-氧化物半导体、生物传感器、光催化及抗菌材料领域功能性薄膜的制备。本文简要介绍了液相沉积法的原理、特点及采用LPD法制备的多种金属氧化物薄膜,并详细综述了近年来液相沉积技术在分析化学领域中的应用,主要包括LPD在制备分离介质、化学传感器、复合电极等材料中的应用,并对LPD法在分析化学中的未来发展趋势进行了展望。     

基于配位聚合物的纳米材料的可控合成研究进展

本文围绕近年来基于配位聚合物的纳米材料,包括配合物纳米材料和以其为前体制备的各种氧化物、硫化物等半导体材料和磁性材料的可控合成研究工作,总结了配合物纳米材料的制备方法,主要有液相法、微乳法、扩散法、界面反应法、水热/溶剂热法、高温裂解法等,以及应用方面的研究进展,并展望了配合物纳米材料今后可能的发展方向。     

Hydrogen sensing properties of a Pd/SiO2/AlGaN-based MOS diode

Hydrogen sensing properties of a Pd/AlGaN-based Schottky diode are improved by the deposition of SiO₂ at the metal/semiconductor (MS) interface. The wide Schottky barrier height variation of the MOS diode could be attributed to the large electric field across the SiO₂ layer. This leads to the presence of more hydrogen dipoles caused by the polarization effect. The sensing response of the MOS diode at room temperature (1.3 × 10⁵) is comparable to that of the MS one at 150 °C (2.04 × 10⁵). Thus, the MOS-type sensing device shows the benefit of low-temperature operation. Kinetic analyses confirm that the short response times of the MOS diode are attributed to high reaction rate at the Pd/SiO₂ interface.     

Fabrication and electrical characterization of nickel/p-Si Schottky diode at low temperature

In this study the current–voltage and capacitance–voltage characteristics of metal semiconductor Ni/p-Si(100) based Schottky diode on p- type silicon measured over a wide temperature range (60–300 K) have been studied on the basis of thermionic emission diffusion mechanism and the assumption of a Gaussian distribution of barrier heights. The parameters ideality factor, barrier height and series resistance are determined from the forward bias current–voltage characteristics. The barrier height for Ni/p-Si(100) Schottky diode found to vary between 0.513 eV and 0.205 eV, and the ideality factor between 2.34 and 8.88 on decreasing temperature 300–60 K. A plot involving the use of ϕ_b versus 1/T data is used to gather evidence for the occurrence of a Gaussian distribution of barrier height and obtain the value of standard deviation. The observed temperature dependences of barrier height and ideality factor and non-linear activation energy plot are attributed to the Gaussian distribution of barrier heights at the metal-semiconductor contact. The barrier height of Ni/p-Si(100) Schottky diode was also measured over wide temperature from the capacitance-voltage study.     

超临界流体沉积技术在纳米复合材料制备中的应用*

本文综述了超临界流体沉积法在纳米复合材料制备领域的进展,介绍了利用超临界流体的溶剂化特性、表面张力为零、性质随压力与温度的变化敏感等性质,制备高质量的纳米粒子、薄膜及多孔纳米材料,讨论了超临界流体沉积过程中的吸附、热力学平衡及扩散动力学等问题,总结了不同学者对该方法制备复合材料的机理研究,认为超临界流体沉积法是制备纳米复合材料的有效方法。最后,对深入开展此项研究工作需要努力的方向和解决的关键问题提出了建议。     

聚合物孔材料的制备*

聚合物孔材料的制备和应用研究已经成为聚合物科学和材料科学热点,制备聚合物孔材料的方法发展很快。本文综述了聚合物孔材料的制备方法,包括胶体晶模版法、水模版法、超临界二氧化碳发泡法、自组装法等。其中本课题组首次提出的无模版自组装法操作简单、无需模版、环境友好,具有广阔的发展前景。     

硅材料在微型燃料电池中的应用*

微型燃料电池被认为可作为便携式电子设备的下一代电源而越来越受到关注。传统的石墨、金属等材料用于微型燃料电池时产生了不少问题,如石墨材料微加工性能差,金属易腐蚀、密度较大等不利于应用于便携式设备。硅材料因为其低的气体透过率、高的导热系数和适于微加工等特性在微型质子交换膜燃料电池中得到了越来越多地应用。本文对硅材料在微型燃料电池的气体扩散层、质子交换膜构造中的应用以及硅材料作为基底制作微型燃料电池技术的进展进行了综述,并对硅材料在微型燃料电池领域应用的技术特点及前景做了分析与讨论。     

Influence of the Metal Work Function on the Photocatalytic Properties of TiO2 Layers on Metals

The photocatalytic properties of titanium dioxide (TiO₂) layers on different metal plates are investigated. The metal–semiconductor interface can be described as a Schottky contact, and is part of a depletion layer for the majority carriers in the semiconductor. Many researchers have demonstrated an increase in the photocatalytic activity, due to the formation of a metal–semiconductor contact that are obtained by deposition of small metal islands on the semiconductor. Nevertheless, the influence of a Schottky contact remains uncertain, sparking much interest in this field. The immobilization of nanoparticulate TiO₂ layers by dip‐coating on different metal substrates results in the formation of a Schottky contact. The recombination rate of photoinduced electron–hole pairs decreases at this interface provided that the thickness of the thin TiO₂ layer has a similar magnitude to the depletion layer. The degradation of dichloroacetic acid in aqueous solution and of acetaldehyde in a gas mixture is investigated to obtain information concerning the influence of the metal work function of the back contact on the efficiency of the photocatalytic process.     

Characteristics of metal/p-SnS Schottky barrier with and without post-deposition annealing

With growing interest in SnS for solar photovoltaic device fabrication, the barrier characteristics to this semiconductor with respect to different metal contacts have become increasingly important. In this work we have studied barrier characteristics of polycrystalline SnS thin films metallized with indium, aluminium, copper and silver under different annealing conditions. Indium has been observed to form ohmic contact to p-SnS under all annealing conditions. With the other three metals, Schottky diodes were fabricated and subsequently the contact parameters were extracted under forward bias using indium top contact under different annealing conditions. Although aluminium formed Schottky contact to polycrystalline SnS, annealing at 350 °C rendered it ohmic. EDX analysis confirmed desulfurization from SnS thin films due to annealing. Breakdown voltages of the Al/SnS Schottky barrier diode were determined and were in the decreasing trend with higher annealing temperature, supporting the increase in the doping profile with annealing temperature. Photoluminescence spectra of SnS films were studied and correlated to surface trap centers generated due to annealing.     

超级化学镀铜填充微道沟的研究

超级化学铜填充技术不仅可以应用于半导体超大集成电路铜互连线, 而且可以应用于三维封装. 研究了不同浓
度、不同分子量的PEG 对以甲醛为还原剂的化学镀铜溶液中铜的沉积速率的影响. 随着添加剂PEG 浓度和分子量的
增大, 化学铜的沉积速率明显降低. 电化学研究结果表明PEG 通过抑制甲醛的氧化反应降低化学铜的沉积速率, PEG
分子量越大, 对化学铜的抑制作用越强. 利用PEG-6000 对化学铜的抑制作用和在溶液中低的扩散系数, 采用添加
PEG-6000 的化学镀铜溶液, 成功地实现了宽度在0.2 μm 以下微道沟的超级化学填充. 就PEG 的分子量、微道沟的深
径比等因素对超级化学铜填充的影响也做了研究.     

手性自负载催化剂研究新进展

催化剂的负载和回收再利用是提高其使用效率、降低反应成本和减少金属离子对产物污染的一条有效途径。与传统的负载模式不同, 手性自负载催化剂通过含双或多官能团的手性配体与金属通过自组装形成一类有机-无机聚合物,因此无需使用任何载体,即能够有效地实现手性催化剂的回收和再利用。近年来,手性自负载催化剂作为一种新的负载模式,已经成功地应用于一些非均相催化的不对称反应中。本文概述了手性自负载催化剂的在一些不对称催化反应研究中取得的新进展。     

基于局域表面等离子体共振效应的光学生物传感器*

贵金属纳米粒子表现出许多常规块体材料所不具备的优异性能,其中局域表面等离子体共振 (LSPR) 特性是研究热点之一。LSPR 的形状和位置与纳米粒子的组成、大小、形状、介电性质以及局域介质环境密切相关。基于这一特性,贵金属纳米粒子已广泛应用于光学生物传感器、光过滤器和表面增强光谱等领域。本文对各种结构的贵金属纳米粒子的制备方法及其在光学生物传感器中的应用进行了综述,并对 LSPR 纳米传感器的未来发展前景做了展望。