德国制成直径1纳米的碳纳米管

 据《科技日报》报道：位于柏林的德国马克斯一玻恩研究所最近研制出１纳米直径的薄壁纳米管,创出世界薄壁纳米管研制的新纪录。马克斯一玻恩研究所研制成功的碳纳米管呈分叉的Ｙ形状,其中分叉的纳米管直径仅约１纳米,纳米管单向长度为１微米至几微米。马克斯一玻恩研究所科学家埃利希解释说,由于纳米管由单层碳原子构成,因此他们的成果可以称得上是纳米管研制的一项世界新纪录。目前国际上还有其他课题组研制成多层纳米管,但管壁相对较厚。纳米管可望用在未来电子工业制造电子部件或超薄导线,这将使电子芯片集成度更高,体积更小。     

氧化锌纳米棒场发射性能研究

采用简单物理气相沉积法制备出取向和非取向的氧化锌纳米棒，他们的场致电子发射性能测量结果表明，ZnO纳米棒具有较好的场发射性能，但是高度取向的ZnO纳米棒阵列并不利于获得高的场致电子发射电流密度.这可能是由于高密度ZnO纳米棒之间具有较高的屏蔽效应，降低了ZnO纳米棒阵列的场放大因子，从而影响了其场发射性能.相反，非取向ZnO纳米棒由于相互之间的屏蔽效应比较弱，而且表面存在容易成为发射中心的微小突起，表现出较好的场发射效果.这些结果不仅有助于加深我们对准一维纳米材料场致电子发射性能的理解，也为未来场发射电子器件的实际应用提供了可靠的依据. 关键词： 氧化锌 场发射 非取向     

CNx纳米管的制备、结构观察及低场致电子发射性能研究

采用高温热解法 ,以乙二胺为前驱液 ,在沉积有铁催化剂的p型硅 (1 1 1 )基底上制备出了定向生长的CNx 纳米管 .利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CNx 纳米管进行了形貌观察和表征 .CNx 纳米管的高度在 2 0 μm左右 ,直径在 5 0— 1 0 0nm之间 ,具有明显的“竹节状”结构 ,结晶有序度较差 .对CNx 纳米管薄膜进行低场致发射性能测试 :外加电场为 1 4V μm ,观察到 2 0 μA cm2 发射电流 ,外电场升至 2 5 4V μm时发射电流达到1 2 80mA cm2 ,在较高外电场下 ,没有发现电流“饱和” .这比相同实验条件下改变前驱液制备出的碳纳米管和硼碳氮纳米管的场发射性能优越 .还在“竹节状”结构的基础上对CNx 纳米管的场致电子发射机理进行了讨论     

一句话新闻

日本东芝公司的科学家们第一次成功地制成了能发射单个光子的发光二极管 ,这是一个电驱动的单光子光源 .他们将砷化铟量子点嵌入砷化镓基底上 .量子点可以从电流脉冲中获得若干电子与空穴 ,当单个电子与空穴复合时可产生一个单光子 ,如果在同一时刻能发射多个光子的话 ,多余的光子就能在不被探测到的情况下被吸出 ,这时在量子保密通信时就可能被偷听者截取信息 .因此单光子发光管在量子密码通信中具有极其重要的作用 .最近德国Ｋｏｎｓｔａｎｚ和Ｄｕｓｓｅｌｄｏｒｆ大学的Ｈ .Ｍｕｅｌｌｅｒ教授及其同事们对 19世纪迈克耳孙 -莫雷的实验…     

金纳米结构表面二次电子发射特性

使用低气压蒸发工艺制备了金纳米结构,研究了金纳米结构的二次电子发射特性及其对表面形貌的依赖规律,表征了金纳米结构表面出射二次电子能量分布.实验结果表明:蒸发气压升高时,金纳米结构孔隙率增大,表面电子出射产额降低;能量分布表明金纳米结构仅对低能真二次电子有明显抑制作用,对背散射电子的作用效果则依赖于表面形貌.使用由半球和沟槽构成的复合结构,并结合二次电子发射唯象概率模型,对金纳米结构进行模型等效及电子发射特性仿真,模拟结果表明:纳米结构中的半球状纳米颗粒对两种电子产额均有增强作用;沟槽对真二次电子产额有强抑制作用,而对背散射电子产额仅有微弱抑制作用.本工作深入研究了金纳米结构表面电子发射机理,对于开发空间微波系统中纳米级低电子产额表面有重要参考价值.     

铝氮共掺杂氧化锌纳米管电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算, 对(6,0)单壁氧化锌纳米管、铝掺杂、氮掺杂和铝氮共掺杂纳米管的能带结构、态密度和差分电荷密度进行了研究. 结果表明, 氮掺杂可以在纳米管禁带中引入受主能级, 实现纳米管的p型掺杂, 但是受主能级局域性较强, 导致氮溶解度低. 引入铝元素可以有效降低氮形成受主能级局域性, 激活氮元素, 铝氮共掺杂有望成为氧化锌纳米管一种更为有效的p型掺杂方法. 关键词： 氧化锌纳米管 电子结构 共掺杂 第一性原理计算     

不同氮源制备CNx纳米管薄膜及其低场致电子发射性能

采用高温热解法,分别以氯化铵(NH4Cl)和乙二胺(C2H8N2)为氮源在洁净的硅片上沉积生长CNx纳米管薄膜.利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CNx纳米管进行形貌观察和表征.结果显示不同氮源制备出的CNx纳米管薄膜的洁净度、有序度以及纳米管的结构明显不同.热解乙二胺(C2H8N2)/二茂铁(C10H10Fe)制备出的结晶度较低的"竹节状"结构CNx纳米管平行基底表面有序生长,而且低场致电子发射性能优越,开启电场1.0V/μm,外加电场达到2.89V/μm时发射电流密度为860μA/cm2.     

三极场发射显示器中二次印刷型碳纳米管阴极的制备及特性(英文)

结合丝网印刷技术,研发了一种碳纳米管阴极制备法.利用双壁纳米管作为原材料,并加入细小银颗粒,制作了混合纳米管浆料.将混合纳米管浆料制作在传导电极表面,再将普通纳米管浆料印刷在混合纳米管浆料的上面.在链式烧结炉中对烘烤后的纳米管浆料同时进行烧结以除掉有机溶剂.在进行适当的后处理工艺之后,就形成了二次印刷型纳米管阴极,它能显著改善阴极的场致发射特性.制作了二次印刷型纳米管阴极的三极结构场致发射显示器.该显示器具有更高的发光亮度以及更好的发光图像亮度均匀性.与普通纳米管阴极场致发射显示器相比较,它能够将开启电场从2.15V/μm降低到1.75V/μm,并能够将最大场发射电流从735.8μA提高到1 588.5μA.所研发的纳米管阴极制备方法具有很强的实际应用性,且制作成本低廉.     

Gd靶激光等离子体光源离带辐射及其等离子体演化的研究

利用脉冲宽度为10 ns,输出波长为1 064 nm的Nd∶YAG激光器作用金属Gd以及纳米粒子掺杂的低密度Gd玻璃等两种形式靶所产生等离子体光源的离带辐射进行了研究,发现等离子体所发出的连续辐射是离带辐射的主要成分,光谱分布与温度为5 eV的普朗克曲线相匹配。此外,相对于金属Gd靶而言,采用纳米粒子掺杂的低密度Gd玻璃靶可大幅度降低等离子体光源的离带辐射。利用光谱法,对激光作用纳米粒子掺杂的低密度Gd玻璃靶所形成光源的等离子体羽的电子温度和电子密度进行了时空分辨研究。实验结果表明,在打靶结束125 ns时,距靶面6 mm位置处等离子体的电子温度约为4 eV,电子密度约为1.2×1018 cm-3。同时发现在激光打靶结束后等离子体羽的电子温度和电子密度随延时的变化而呈指数下降,在120～250 ns时间范围内,两者下降较快,之后其幅度下降缓慢。另一方面,当打靶脉冲结束约200 ns时,在距离靶面1～10 mm的空间内等离子体的电子温度及密度均经历先上升后下降的变化过程。在距靶材表面6 mm位置处,电子温度和电子密度均达到最大值,电子温度约为2.6 eV,电子密度为8.5×1017cm-3。     

不同氮源制备CNx纳米管薄膜及其低场致电子发射性能

采用高温热解法，分别以氯化铵(NH₄Cl)和乙二胺(C₂H₈N₂)为氮源在洁净的硅片上沉积生长CN_x纳米管薄膜.利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CN_x纳米管进行形貌观察和表征.结果显示不同氮源制备出的CN_x纳米管薄膜的洁净度、有序度以及纳米管的结构明显不同.热解乙二胺(C₂H₈N₂)/二茂铁(C₁₀H₁₀Fe)制备出的结晶度较低的“竹节状” 结构CN_x纳米管平行基底表面有序生长，而且低场致电子发射性能优越,开启电场1.0V/μm，外加电场达到2.89V/μm时发射电流密度为860μA/cm². 关键词： x纳米管')" href="#">CN_x纳米管 高温热解 “竹节状”结构 场致发射     

C/SiC纳米管异质结电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,对扶手椅型(4,4)和(6,6)及锯齿型(8,0)和(10,0)C/SiC纳米管异质结的电子结构进行了研究.结果表明两类异质结结构都表现为半导体特性.扶手椅型纳米管异质结形成了Ⅰ型异质结,电子和空穴都限制在碳纳米管部分.锯齿型纳米管异质结中价带顶主要分布在碳纳米管部分及C/SiC界面处,而导带底均匀分布在整个纳米管异质结上.这两种异质结结构在未来纳米器件中具有潜在的应用价值. 关键词： C/SiC纳米管异质结 第一性原理 电子结构     

最小的固态光发射器

最近美国IBM公司的P .Avouris博士及其同事们制作了一种最小的固态光发射器 ,发射器的构造是在两个电极间安置了一个单壁的碳纳米管 ,并利用第三个电极来作控制 .这个微小晶体管的工作部分是一根只有 1.4nm宽的半导体纳米管 ,其中从一个极发出的电子将与另一个极的正电荷“空穴”相遇 ,当它们结合时就会发射一束微光 ,这是一束波长为 1.5 μm并极易操作的不可见光 ,但它非常适用于光学上的应用 .我们要问 ,在一块较大的半导体也能很好地发射光束的情况下 ,为什么还要发展与使用纳米发光管呢 ?其原因有两点 ,一是纳米发光管具有高能量效率 …     

数值模拟飞秒激光加热金属的热电子发射

研究了超短超强激光脉冲与薄膜靶相互作用中产生的电子热发射.当超短激光脉冲与薄膜靶相互作用时,首先入射超短脉冲激光对吸收深度内的自由电子进行热激发,接下来热激发电子将能量传递到附近的晶格,再通过电子和晶格二体系的热传导,以及电子晶格间的热耦合,将能量传递到材料的内部.因此,电子在皮秒级甚至更短的时间内不能与晶格进行能量耦合,使电子温度超出晶格温度很多,电子热发射就变得非常明显了.用双温方程联合Richardson-Dushman方程的方法对飞秒脉冲激光照射金属靶的电子热发射进行了研究,结果发现电子热发射对飞     

高度有序的TiO2纳米管在有机电解液中的制备及碳掺杂TiO2纳米管的性能

"采用电化学阳极氧化法,在含有氟离子的有机电解液中,使纯钛表面形成一层高度有序的TiO2纳米管阵列．通过控制不同的阳极氧化电压和时间,可以得到形貌不同的TiO2纳米管．最长的TiO2纳米管接近60 1m,长径比约为600．TiO2纳米管在不同的温度(450、550和650 ℃)下焙烧2 h,采用SEM、XRD、EDS和UV-Vis分光光度仪对样品进行表征．X射线衍射仪测试结果表明制备的TiO2纳米管是无定型的,当在较高的温度下焙烧时,其结构由无定型转变为锐钛型和金红石型．EDS微量分析表明TiO2纳米管中     

碳纳米管增强铝基复合材料电子理论研究

采用自行开发计算机软件，建立了铝晶粒大角度重位点阵晶界模型及碳纳米管与铝金属的界面结构，利用递归法计算了纳米碳管增强铝基复合材料的电子结构参数(铝晶界、铝与纳米管界面及纳米管的结构能，体系费米能级等). 计算结果表明：Σ为5的晶界结构能最低，比较稳定；纳米碳管在铝晶粒的晶界处与铝形成的界面结构能较低，复合材料中纳米碳管主要分布在铝晶粒的晶界处；铝提高纳米碳管的结构能，降低纳米碳管的稳定性，增强碳管的物理化学活性，且管口处的碳原子稳定性较差，易与周围环境中的原子结合生成稳定结构. 关键词： 电子结构 晶界 铝复合材料 纳米管     

热处理对纳米金刚石涂层场发射性能的影响

用旋涂法在金属钛衬底上涂敷纳米金刚石,经过适当的热处理形成金刚石涂层与金属钛衬底的化学键合,即形成衬底与涂层之间的过渡层,从而为纳米金刚石颗粒提供电子,使其成为有效的发射体。用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射和拉曼散射等手段分析了温度对键合效果以及场发射性能的影响,温度过高或过低都不利于提高纳米金刚石涂层的场发射性能,只有在700℃左右对样品进行热处理,才能得到较好的键合状态。改变涂膜时旋涂的次数以获得不同涂层厚度的样品,对其在700℃的相同温度下进行热处理,发现涂层过厚或过薄都不利于样品发射性能的提高。旋涂9次并于700℃热处理的样品具有较好的场发射性能,其发射阈值场强可达4.6V/μm,而15.3V/μm场强下的电流密度为59.7μA/cm2。     

纤蛇纹石纳米管制备及表征

采用水热合成法成功制备纤蛇纹石纳米管,并通过改变前躯体MgO和活性纳米SiO₂的培烧温度及反应时间等因素得到材料制备的最佳条件,利用XRD、TEM等手段对合成样品进行表征。结果表明:前躯体MgO的焙烧温度、SiO₂的焙烧温度及二者的反应时间等都能影响纤蛇纹石纳米管的合成。在本实验条件下,600℃焙烧得到的MgO和500℃焙烧得到的活性纳米SiO₂在反应时间为48h时合成的纤蛇纹石纳米管结晶完美,分散性好,轮廓清晰、完整,管长200—800nm,最长可达1000nm以上。     

CNx纳米管的制备、结构观察及低场致电子发射性能研究

采用高温热解法，以乙二胺为前驱液，在沉积有铁催化剂的p型硅（111）基底上制备出了定向生长的CNx纳米管.利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CNx纳米管进行了形貌观察和表征.CNx纳米管的高度在20?μm左右，直径在50—100nm之间，具有明显的“竹节状”结构，结晶有序度较差.对CNx纳米管薄膜进行低场致发射性能测试：外加电场为1.4V/μm，观察到20?μA /cm2发射电流，外电场升至2.54V/μm时发射电流达到1.280mA/cm2，在较高外电场下，没有发现电流“饱和”.这比 关键词： CNx纳米管 高温热解 “竹节状”结构 场致发射     

一种基于布拉格反射波导的表面等离子体激光光源（英文）

设计了一种基于布拉格反射波导的新型表面等离子体激光光源。这种光源结构简单,便于集成,可以在室温电泵浦的条件下工作,同时可以输出约毫瓦量级的表面等离子激光,相比于文献报道中纳米尺度的纳瓦级表面等离子体激光光源要高很多。该表面等离子体激光光源发射波长为808 nm,布拉格反射波导所提供的倾斜激光光线在我们设计的准Otto模型中可以直接耦合成为表面等离子体。     

脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断

利用工作在浮点模式下的发射探针,对500 Hz脉冲调制的27.12 MHz容性耦合氩气等离子体的空间电位和电子温度的时变特性进行了诊断.等离子体空间电位是通过测量强热状态下的发射探针电位获得的,而电子温度则是由发射探针在冷、热状态下的电位差来估算得到.测量结果表明:脉冲开启时,空间电位会快速上升并在300μs内趋于饱和;当脉冲关断后,空间电位经历了快速下降后趋于稳定的过程.电子温度在脉冲开启时存在过冲并趋于稳定的特征;而在脉冲关断期间,电子温度在300μs内则快速下降到0.45 e V后略有上升.无论在脉冲开启或关断期间,空间电位基本上都随功率和气压的变化存在有线性的依赖关系;而放电功率对脉冲开启期间过冲电子温度与稳态电子温度差异的影响较大.针对空间电位和电子温度在各阶段及不同放电条件下的时变特性,给出了相应的解释.