一维氧化锌纳米结构生长及器件制备研究进展

介绍了一维氧化锌(ZnO)纳米结构的形态(纳米线和纳米带等)及其特点,阐述了该结构生长及器件制备的方法,例如水热法和化学气相沉积法等. 概述了该结构在发光二极管和纳米发电机等方面的应用进展. 最后,对一维ZnO纳米结构的未来发展趋势进行了展望,并在新方法和新工艺等方面提出了一些建议. 关键词： ZnO 一维纳米结构 制备方法 光电子器件     

应用于单分子测序的纳米微结构器件

基因测序技术是现代最为重要的生物医学研究手段之一,单分子测序技术作为最新一代测序技术被广泛研究,并形成了微纳制造、光电子、微流控和分子生物学等多学科的交叉探索和多种技术创新的有机结合.文章系统总结了应用于单分子测序的纳米微结构器件的原理和功能,重点阐述了零模波导器件和纳米孔器件在单分子测序中的作用以及制备工艺,从器件的角度提出了单分子测序技术所面临的挑战.     

水热法制备蒲公英状微晶和纳米带状β-SrV2O6及微结构表征

"利用Sr(NO3)2和V2O5作为反应前驱物, 已二酸作为矿化剂,在水热法反应条件下成功制备了微米尺寸蒲公英状及纳米尺寸的纳米带状β-SrV2O6晶微体. 通过粉末X衍射和电子显微镜的研究分析,结果表明所得的反应生成物属于正交晶系,其晶格常数为a=9.694 ?,b=3.687 ?,c=12.570 ? (空间群Pnma). 电子显微结果表明蒲公英状的微晶是揭示许多棒状微晶呈球型放射状构成的图案,而纳米带状的β-SrV2O6则呈现显示良好的挠性. 两者的微晶体生长方向沿h010i晶轴方向. 详细探讨了水     

有机超微粒的制备及其尺寸效应的研究

有机超微粒是国际上刚刚起步的研究领域，是纳米科技领域和有机光电子领域的重要前沿课题，文章从有机功能小分子出发，在制备粒径和形状可控的，高度单分散的纳米超微粒的基础上，首次系统地研究了有机超微粒的电子态随尺寸大小的变化过程，发现有机超微粒和无机超微粒一样具有显著的尺寸效应，而且更具多样性，该项研究工作为探索和比较无机和有机材料介观尺寸效应的异同点这一科学问题奠定了坚实的基础，对于理解有机分子晶体这类传统材料中的基本过程和现象以及开发新型光电材料和器件也极具意义。     

大尺寸多孔硅／硝酸盐复合材料的制备

多孔硅是一种具有特殊物理形态的硅单质材料，呈海绵状结构，内部存在大量的纳米孔洞，孔洞表面有一层具有原子直径厚度的氢原子层，这个氢原子层在硅原子和充填在孔洞内的硝酸盐分子之间起着缓冲和隔离作用。在一定的触发条件下，可以发生快速的氧化还原反应，纳米孔洞结构使得多孔硅与硝酸盐之问的界面面积非常大，反应速度非常快，反应释放能量是TNT的7倍，这使得多孔硅／硝酸盐复合材料成为一种潜在的含能材料。     

纳米金属膜的量子尺寸效应

当金属结构的几何尺寸小到纳米量级,例如,跟相应的电子费密波长（Fermi wavelength）可比时,由于量子约束效果已变得非常明显,该金属纳米结构经常会呈现出尺寸依赖的物理特征。这种现象被称作“量子尺寸效应（Quantum size effect,QSE）”。而对于大块金属晶体,正如我们熟知的,其物理特征与几何尺寸是没有依赖关系的。这说明金属纳米结构跟相应的大块金属晶体的性质是很不相同的。     

纳米微结构表面与石墨烯薄膜的界面黏附特性研究

石墨烯性能的发挥受石墨烯表面形貌的影响,而石墨烯表面形貌则与基底密切相关.石墨烯在纳米微结构表面的吸附与剥离可以为石墨烯的功能化制备和转移提供理论基础.分子动力学模拟能提供石墨烯在纳米微结构表面的吸附构型和剥离特性等详细信息,可以弥补实验的不足.本文利用LAMMPS分子动力学模拟软件,从吸附能角度研究了石墨烯在矩形微结构表面的黏附特性,并进一步探讨了石墨烯从矩形微结构表面剥离的行为.研究表明:石墨烯的吸附构型在矩形微结构表面的转变是连续的,但由部分贴合状态向完全贴合状态的转变是一个反复的过程,当石墨烯完全贴合微结构表面时吸附能最大;从微结构表面剥离石墨烯时,剥离力会出现周期性的波动.剥离过程表现为两种形式:完全贴合时,石墨烯是直接滑过槽底;而当悬浮构型或部分贴合构型时,石墨烯是直接从微结构表面分离.本文给出了平均剥离力随微结构尺寸参数变化的理论公式,该公式与模拟结果拟合较好.此外,随着剥离角度的变大,平均剥离力先变大后变小,从平整基底表面剥离具有Stone-Wales缺陷结构的石墨烯会使剥离力变大.研究结果可为探究石墨烯在纳米微结构表面的剥离行为、揭示其黏附机理提供理论参考.     

利用离子束制成纳米尺寸的构件

激光在光刻方面正日益得到广泛的应用 ,但是 ,用在光刻方面的激光设备对于纳米尺寸构件的制作来说 ,因其系统太粗糙而变得无能为力 .最近 ,日本科学家利用聚焦的离子束制成了纳米尺寸的构件 .利用这种技术制成了线径只有 80ｎｍ的微型弹簧和壁厚为亚微米、外径为 2 75 μｍ的深红色玻璃制品等 .预计这种技术将有可能用来制作光通信的高质量控制元件 .在这种技术中 ,用的是镓离子束 .加速电压为30ｋＶ时 ,离子束的直径可聚焦到 7ｎｍ ,其位移可精确地控制到 1ｎｍ .当镓离子束通过气态芳香氢氧化物加速时 ,氧化物减少 ,碳便积聚起来 .硅片在…     

低能离子束诱导Ag表面纳米金字塔微结构

利用离子束溅射诱导实验方法,在单晶Si(100)基底上辅助沉积银膜,研究了低能Ar+离子束30°入射时,不同离子束能量和束流密度以及基底温度对Ag纳米结构的影响.结果表明:在较低基底温度下(32~100℃)辅助沉积银膜,膜层表面会呈现排列紧密、晶粒尺寸一致的金字塔状纳米结构.当温度升高时(32~200℃),纳米微结构横向尺寸λc迅速增加,而粗糙度先减小(32~100℃)后迅速增大(100~200℃);当离子束能量1 400eV、束流密度15~45μA/cm2时,在相同温度下,随着离子束束流密度的增大,纳米晶粒横向尺寸基本不变,粗糙度略有增加;当离子束流密度为15μA/cm2、能量1 000~1 800eV时,在相同温度下,随着离子束能量的增加,银纳米结构尺寸增加,而表面粗糙度先增加,然后缓慢减小.自组织纳米结构的转变是溅射粗糙化和表面驰豫机制相互作用的结果.     

氧离子注入纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能研究

在纳米金刚石薄膜中注入剂量为1012cm-2的氧离子,并进行700,800,900和1000?C的真空退火处理,系统研究薄膜的微结构和电化学性能结果表明,氧离子注入未退火(O120)和氧离子注入1000?C退火(O121000)电极的电势窗口分别为4.60 V和3.61 V,远大于其他电极的电势窗口,并且这两个样品的电极传质效率较高,说明氧离子注入和高温退火有利于提高电极的传质效率.红外光谱测试表明,样品O120和O121000的表面没有碳氢基团终止层,而其他样品均含有氢终止层,说明氧离子注入和高温退火破坏了薄膜表面含碳氢基团的氢终止层,提高了薄膜的电化学性能Raman光谱测试结果表明,金刚石含量较高、内应力较小和非晶石墨相无序化程度较大的样品具有较好的电化学性能;并且薄膜晶界处的非晶碳的团簇数量或者尺寸减小,样品的电化学性能提高.     

二氧化钛纳米微晶的制备及性质的研究

用无水四氯化铁和异丙醇为原料，用溶胶－凝胶法制备二氧化钛纳米微晶，用一系列手段研究了它的结构，结果表明，所得纳米微晶为椭球状，粒径分布范围窄，６００℃焙烧１小时所得微晶为锐矿相和金红石相两种结构共存，其Ｘ射线光电子能谱及红外光谱的特性直接受该微结构的影响。     

微结构表面上FC-72的强化沸腾换热研究

针对电子器件的高效冷却问题,对表面加工有微结构的硅片上FC-72的池沸腾换热性能进行了实验研究。测试了四种表面微结构,采用化学蒸汽沉积法在芯片表面生成-SiO2薄层所形成的亚微米粗糙面(Chip CVD),采用溅射方法在芯片表面生成-SiO2薄层,然后再对SiO2层进行湿式腐蚀技术处理形成的亚微米粗糙面(Chip E),采用一系列微电子加工技术生成的微米级双重入口洞穴(Chip CAVITY)以及采用干式腐蚀方法生成的方柱微结构(Chip PF)。实验所得的沸腾曲线表明,所有微结构表面与光滑面(Chip S)相比都显示出较大的强化沸腾换热效果,临界热流密度按芯片 S、E、CVD、CAVITY和PF的顺序增大。对于芯片PF来说,随着壁面过热度的增加,热流量呈剧烈的增加趋势且临界热流密度时芯片的表面温度低于芯片回路正常工作的临界上限温度85℃,最大临界热流密度可达80 W／cm2。     

非晶碳氮纳米尖端的微结构和发光机理

利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统,用CH₄、H₂和N₂为反应气体,在Si衬底上制备了碳氮纳米尖端。用扫描电子显微镜和显微Raman光谱仪对其进行了表征。在室温下测试了它的发光性能,发光谱由中心约为406 nm和506 nm的两条发光带组成。根据Raman散射谱,对其微结构进行了分析。结合非晶碳氮薄膜的结构和发光机理,分析了它的发光性能。     

退火对B掺杂纳米金刚石薄膜微结构和电化学性能的影响

采用热丝化学气相沉积法制备B掺杂纳米金刚石薄膜,并对薄膜进行真空退火处理,系统研究了不同退火温度对B掺杂纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能的影响.结果表明,当退火温度升高到800 ℃后,薄膜的Raman谱图中由未退火时在1157,1346,1470,1555 cm^-1处的4个峰转变为只有D峰和G峰,说明晶界上的氢大量解吸附量减少,并且D峰和G峰的积分强度比I_D/I_G值变为最小,即sp²相团簇     

水热合成ZnO:Cd纳米棒的微结构及光致发光特性

采用水热法制备了ZnO和不同掺杂浓度的ZnO:Cd纳米棒,通过SEM,XRD、拉曼光谱等的分析,研究了ZnO和ZnO:Cd的微结构并测试分析了其光致发光特性.结果表明,ZnO和ZnO:Cd纳米棒呈六角纤锌矿结构,Cd掺杂使得纳米棒体积更小.由于内部张应力的影响,Cd掺杂使得材料光学带隙减少.当掺杂浓度为2%时,合成的材料光致发光谱中出现了位于2.67 eV处,由导带底和Zn空位(VZn)缺陷能级跃迁造成的蓝光发射峰,并且Cd的掺入使得位于2.90 eV附近的紫光发射峰强度增强,对于研究ZnO蓝紫发光器件具有重要的意义.     

Ag-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜的微结构及吸收光谱特性研究

对用真空蒸发技术制备的Ag-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜（Ag的质量分数为0.15、0.20、0.30）的微结构及吸收光谱特性进行了研究。微结构分析表明薄膜由平均粒径约18nm的fcc-Ag纳米晶粒嵌埋于主要呈非晶态的MgF2基体中所组成。对吸收光谱的研究表明，Ag纳米微粒的表面离子共振吸收峰出现在λ＝412nm-417nm波段范围内。随着Ag组分增加，吸收峰强度下降，呈现轻微红移并且逐渐宽化。     

测定纳米晶粒尺寸分布的新方法及其应用

介绍了一种测定纳米晶粒尺寸分布的新方法——X射线衍射谱峰形拟合法,阐述了其理论模型和基本假设,应用它对化学法制备的纳米SnO₂的晶粒分布进行了分析,得出较理想的结果,并对此法进行了技术评估. 关键词：     

(Au,Ag)/Si复合纳米颗粒薄膜的微结构与光谱特性

采用复合靶共溅射方法制备了(Au,Ag)/Si复合纳米颗粒薄膜,分别采用Maxwell-Garnett理论和微分有效媒质(DEM)理论计算了Ag/Si复合薄膜的吸收光谱,实验测量结果与DEM理论计算更接近,讨论了(Au,Ag)/Si体系复合薄膜共振吸收峰宽化的微观机制. 关键词：     

物理汽相沉积薄膜的微结构和内应力

文章综述的内容为：（１）物理汽相沉积（ＰＶＤ）薄膜的微结构；（２）ＰＶＣＤ薄膜的内应力；（３）膜的微结构和内应力的关系，着重介绍制备参数对结构、内应力和再会得之间的主要联系的影响，提出了确立两者的联系还需进一步研究的问题和优化微结构和内应力的一个途径－－梯度膜。     

纳米级SiO_2玻璃粉制备和测试

采用溶胶-凝胶法制备纳米级SiO2粉，分别用X射线衍射仪、透射电子显微镜、红外光谱仪和差热扫描量热分析仪对其进行了分析测试。结果表明于凝胶在1200℃热处理1小时仍是无定型的SiO2粉，其平均粒度大小为40nm。