纳米结构的制备及单电子器件研究

建立了单电子器件的制备工艺和单电子器件的分析、测量系统,研究了有潜在应用价值的纳米结构加工技术,制备了适合光电集成的多种纳米结构,发展了常规光刻法制备单电子器件的多种技术,其中,在生命科学和信息领域有着广泛应用的“纳米电极对”引起了国内外专家的重视,发展以“纳米电极对”为基础的单电子器件及其应用是我们目前的主要研究方向,目前我们正在探索这种单电子器件在生命芯片、微电子系统集成方面的应用。     

纳米结构的制备及单电子器件研究

建立了单电子器件的制备工艺和单电子器件的分析、测量系统,研究了有潜在应用价值的纳米结构加工技术,制备了适合光电集成的多种纳米结构,发展了常规光刻法制备单电子器件的多种技术.其中,在生命科学和信息领域有着广泛应用的“纳米电极对”引起了国内外专家的重视.发展以“纳米电极对”为基础的单电子器件及其应用是我们目前的主要研究方向.目前我们正在探索这种单电子器件在生命芯片、微电子系统集成方面的应用.     

纳米固体超强酸的制备及表征

本文采用不同的金属离子(Sn2+,Sn4+,Al3+,Ag+,Ni2+)和SO2-4浸渍ZrO(OH)2的方法制备了一系列金属改性的SO2-4/ZrO2的纳米固体超强酸。并通过指示剂法测定其酸强度,用IR、BET、XRD、TEM及化学分析等多种试验手段对催化剂进行表征,并通过正己烷裂解反应考察了该类固体超强酸催化剂的催化活性。结果发现:不同的金属离子掺杂制得的改性SO2-4/ZrO2催化剂具有不同的性能。Sn2+、Sn4+和Al3+掺杂的超强酸有较强的酸性,但只有Ni2+、Sn2+掺杂的SO2-4/ZrO2样品具有正己烷裂解反应活性,Ag+、Sn4+掺杂改性的SO2-4/ZrO2样品不具有正己烷裂解活性。     

纳米氢氧化镍粒子微乳液/反相胶团法制备与表征

微乳液为制备纳米级材料提供了良好的微环境。文章首次分别采用微乳液法与反相胶团法合成了纳米β－Ni（OH）2和纳米a－Ni（OH）2；采用粉末晶体衍射、透射电镜和选区电子衍射对纳米氢氧化镍颗粒进行了表征。粉末晶体衍射与透射电镜分析表明这两种纳米颗粒的基本直径为10nm。选区电子衍射表明，两种纳米颗粒主要由多晶结构组成，同时其 表面还存在有非晶氢氧化镍。非晶相的产生是由于快速成核的氢氧化镍颗粒在表面活性剂的作用下，长大的速度被迅速“冻结”而形成的。     

强悬浮性纳米TiO2的制备、表征及光催化活性研究（I）制备与表征

以热分解方法制备纳米TiO2，后续处理采用甲基硅油淬火改性和自然冷却，对改性前后的产物进行了XRD，TEM，FTIR等表征。结果表明，两种后续处理方法对所制备的纳米TiO2的物相、晶粒度、结晶度影响不大；但经硅油改性后的纳米TiO2的团聚程度降低。进一步的研究表明，经硅油改性后的纳米TiO2可长期悬浮于水的表面及浅层，这可能有利于直接用阳光有效光催化降解污水和光催化剂的回收再利用。     

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.     

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性,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理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.     

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。     

不同晶型的纳米TiO2粉体的制备及表征

本文介绍了不同晶型的纳米TiO2粉体的制备方法，用透射电镜、XRD衍射确定了其晶型、粒径、形貌，测定纳米粉体的红外光谱。     

Keggin结构钼磷酸钾纳米粒子的制备和表征

本文合成了纳米粒子钼磷酸钾 K3PMo12 O4 0 · 8H2 O,并通过元素分析、红外光谱、X射线衍射、电镜进行了表征     

声子散射下碳纳米管场效应管建模方法研究

声子散射对碳纳米管场效应管(carbon nanotube field effect transistor, CNTFET)的特性有着不可忽略的影响. 传统研究方法基于弹道输运模型来分析发生声子散射时各参数对器件特性的影响, 进而建立CNTFET声子散射模型.为了降低模型复杂度, 提高仿真计算的速度, 本文深入研究了CNTFET的声子散射影响, 对手性、温度和能量三个参数的变化进行了仿真, 分析了参数对器件特性的影响. 采用线性近似拟合的方式建立了一种新的CNTFET声子散射模型.通过分析散射下电流的变化, 验证了该模型的正确性和有效性.与半经典散射模型相比, 该模型由于不需要进行积分计算, 计算过程较为简单, 降低了运算量. 关键词： 碳纳米管场效应管 声子散射模型 线性近似拟合     

场电子发射研究现状及理论概述

由于场发射研究日趋重要，文章就场发射理论的起源，研究现状进行了总结，介绍了电子在几种不同类型材料的场发射理论模型，并对理论本身存在的问题进行了述评，着重指出其理论缺陷的实质及完善的可能性。     

具有优异储氢性能的高质量单壁纳米碳管的合成

高纯度单壁纳米碳管的合成是应用研究和实际应用的基础和关键,提出了一种氢等离子电弧方法,在适当的生长促进剂的作用下,能大量制备出高纯度的单壁纳米碳管。选用宏观数量的单壁纳米碳管,进行适当预处理,在室温及约１００ａｔｍ下进行储氢实验,发现该材料的储氢容量可达（４．２－４．７）ｗｔ％,经过５次循环实验,其储氢容量先略有下降,随后便稳定不变,这些初步实验结果表明,单壁纳米碳管是一种很有前途的储氢材料。     

碳纳米管阵列超双疏性质的发现

用高温裂解酞菁金属络合物方法制备了几种具有不同形貌的阵列碳纳米管膜 ,并对其超疏水和超双疏性质进行了研究 .对于具有均匀长度和外径的阵列碳纳米管膜 ,文章作者发现 ,在未经任何处理时 ,其表现出超疏水和超亲油性质 ,与水的接触角为 15 8 5± 1 5° ,与油的接触角为 0± 1 0°.经氟化处理后 ,则表现出超双疏性质 ,与水和油的接触角分别为 171± 0 5°和 16 1± 1 0° .对具有类荷叶结构的阵列碳纳米管膜 ,其表面形貌与荷叶的十分接近 ,且在未经任何处理时所表现出的超疏水性也与荷叶的非常接近 ,与水的接触角为 16 6° ,滚动角为 8° .这种超疏水和超双疏性质是由表面的纳米结构以及微米结构和纳米结构的结合产生的 .这一发现为无氟超疏水表面 界面材料的研究提供了新的思路     

一种碳纳米管场效应管的HSPICE模型

为在HSPICE中建立一种计算简单且精度较高的碳纳米管场效应管 (carbon nanotube field effect transistor, CNTFET) 模型, 在CNTFET半经典建模方法的基础上, 分析了自洽电势与载流子密度之间的关系, 提出用线性近似进行拟合, 并推导了自洽电势的显式表达式, 从而避免了积分方程的迭代求解过程. 然后在HSPICE中建立了相应的CNTFET模型, 通过仿真比较, 结果表明该模型具有较高的精度, 用其构建的逻辑门电路能够实现相应逻辑功能, 且运算时间大为减少. 关键词： 碳纳米管场效应管 半经典模型 线性近似拟合 HSPICE仿真     

超光滑表面及其制造技术的发展

超光滑表面制造技术是超精密加工技术的一个重要分支。通过介绍超光滑表面的特征、应用及其制造技术的发展,希望给出超光滑表面技术的整体轮廓。在介绍超光滑表面的概念及其主要特征的基础上,通过典型例证指出了超光滑表面的软X射线光学、激光陀螺等科技领域的重要应用。回顾了超光滑表面制造技术的发展过程,对各种超光滑表面加工原理与方法进行了简单描述与评价。最后提出了对超光滑表面制造技术的发趋势的观点。     

一种碳纳米管场效应管半经典模型计算方法

基于弹道输运的碳纳米管场效应管半经典模型求解自洽电势通常采用牛顿-拉夫逊迭代法,每次迭代都需要对态密度方程积分计算,运算量巨大.我们用支持向量回归机近似表达自洽电势与载流子密度之间的关系,不需要反复迭代积分,并用梯度下降法求解自洽电势.仿真结果表明,与牛顿-拉夫逊迭代法比较,该方法精度较高,有效降低了运算量,为今后大规模集成电路中碳纳米管器件的设计和应用奠定理论基础.     

ZnO薄膜的掺杂及其结型材料的研究进展

ZnO薄膜作为一种多用途的半导体材料，一直受到国内外学术界的广泛关注，尤其是自1997年发现ZnO薄膜的室温紫外光发射以来，ZnO薄膜的制备及其光电子特性的研究成为新的研究热点，几年来，研究进展非常迅速，巳报道了结型电致发光器件和光电探测器件的初步研究结果，文章结合作者的工作，综述了目前国内外对ZnO薄膜的掺杂以及ZnO异质结和同质p-n结制备方面的研究状况。     

基于非平衡Green函数理论的峰值掺杂-低掺杂漏结构碳纳米管场效应晶体管输运研究

为改善碳纳米管场效应晶体管的性能,将一种峰值掺杂-低掺杂漏(HALO-LDD)掺杂结构引入碳纳米管沟道.在量子力学非平衡Green函数理论框架内,通过自洽求解Poisson方程和Schrödinger方程,构建了适用于非均匀掺杂的碳纳米管场效应管的输运模型,该模型可实现场效应晶体管的输运性质与碳纳米管手性指数的对接. 利用该模型研究了单HALO双LDD 掺杂结构对碳纳米管场效应晶体管输运特性的影响.对比分析表明,这种非均匀掺杂结构的场效应管同本征碳纳米管沟道场效应晶体管相比,具有更低的泄漏电流、更大的电流开关比、更小的亚阈区栅电压摆幅,表明其具有更好的栅控能力; 具有更小的漏源电导,更适合应用于模拟集成电路中;具有更小的阈值电压漂移,表明更能抑制短沟道效应. 同本征沟道碳纳米管场效应晶体管相比,这种非均匀掺杂碳纳米管场效应晶体管在沟道区靠近源端位置,电场强度增大, 有利于增大电子的传输速率;在沟道区靠近漏端位置,电场强度减小,更有利于抑制热电子效应.     

碳纳米管薄膜场蒸发效应

在超高真空系统中对基于丝网印刷方法制备的碳纳米管薄膜的场蒸发效应进行实验研究. 实验发现, 碳纳米管薄膜样品存在场蒸发现象, 蒸发阈值场在10.0-12.6 V/nm之间, 蒸发离子流可以达到百皮安量级; 扫描电子显微镜分析和场致电子发射测量结果表明, 场蒸发会使碳纳米管分布变得更加不均匀, 会导致薄膜的场致电子发射开启电压上升(240→300V)、场增强因子下降(8300→4200)、蒸发阈值场上升(10→12.6V/nm), 同时使得薄膜场致电子发射的可重复性明显变好. 场蒸发也是薄膜自身电场一致性修复的表现, 这种修复并非表现在形貌上, 而是不同区域场增强因子之间的差距会越来越小, 这样薄膜场致电子发射的可重复性和稳定性自然会得到改善.