在SiO2分子筛内CdS纳米晶的内延生长及特性研究

近年来,国际上纳米材料科学及其应用的研究非常活跃.纳米材料的尺寸效应和面效应与体材料相比有特殊的物理和化学特性,尤其是它的界面效应更为明显,因而米材料作为一种新兴的材料,受到了广泛的重视.但到目前为止,纳米材料的制备大采用化学合成的方法如悬胶法、凝胶-溶胶法等,而利用这些方法制备的纳米材料通常一定的尺寸分布,这主要是由于纳米材料在一定温度和时间下的凝结和分解等原因造的[1],因而严重地影响了纳米材料在各方面的特性.     

碳纳米管及新型一维碳纳米功能材料

 近年来迅猛发展的纳米科技在化学、生物医学、材料学、电子学等领域取得了一系列令人瞩目的成果。纳米材料的尺寸效应、表面效应、量子效应，使其在磁、光、电、敏感等方面呈现出常规材料不具备的新奇性质，具有广阔的应用前景。碳纳米材料的研究也成为当前国际上最活跃的前沿领域之一，中国科学院已将碳纳米材料列为知识创新工程首批启动的重大项目之一。     

纳米材料的一支新军—碳纳米管

纳米材料是指介于小团簇(microcluster)与大块物质之间的一种过渡状态.由于其本身尺寸在纳米(nm)量级而具有许多特性,例如量子尺寸效应、表面界面效应等.这些特性使它在科学研究和国民经济中起着或即将起着重要的作用.正当各种各样的纳米材料通过物理、化学方法制备成功并进行广泛研究和应用之时,纳米材料的一支新军——碳纳米管诞生了. 碳纳米管或布基管是近两年在研究碳团簇及富勒烯过程中发现的一种新型的纳米材料.它由纯碳元素组成,是由类似石墨六边形网格翻卷而成的管状物,管子两端一般也是由含五边形的半球面网格封口.碳纳米管尺寸一…     

微纳加工领域新著--《微纳加工及在纳米材料与器件研究中的应用》

微纳加工领域是从事物理学研究与应用开发人员,特别是从事纳米材料与器件研究的物理工作者十分关注和重视的领域。这是由于人们在对纳米材料性能的研究中发现,性能与材料的微观结构尺寸的变化关系密切。例如,随着材料尺度的减小,由于表面效应、体积效应和量子尺寸效应的影响,材料的物理性能和采用该材料制作的器件特性等都可能表现出与宏观体相材料和相关器件特性显著不同的特点。这些特点是材料性能对微观结构尺寸变化的敏感性所导致的结果。正是由于这种敏感性,使得无论在纳米材料科学问题研究还是在纳米器件发展应用中,对材料生长控制和微加工的精确程度都提出了极为苛刻的要求。所以,需要纳米、甚至原子、分子层次的微纳加工技术,以探索材料与器件的新特性。可见,基础科学的研究发展往往需要技术科学提供强有力的支持,要想探索在纳米尺度下物质的变化规律、新的性质和器件功能及可能的应用领域,同样离不开相应的技术手段。微纳加工技术作为当今高技术发展的重要领域之一,是实现功能结构与器件微纳米化的基础。借助微纳加工,人们可以按照需求来设计、制备具有优异性能的纳米材料或纳米结构及器件与装置,发展探测和分析纳米尺度下的物理、化学和生物等现象的方法和仪器,准确地表征纳米材料或纳米结构的物性,探索纳米尺度下物质运动的新规律和新现象。     

尺寸调控SnO_2量子点的阻变性能及调控机理

零维SnO_2量子点因具有优异的物理化学稳定性、高电子迁移率和能带结构可调等特性,是阻变存储器中阻变功能材料的良好选择,受到了研究者的广泛关注.本文采用溶剂热法制备了尺寸为2.51 nm,2.96 nm和3.53 nm的SnO_2量子点,在较小尺寸范围内证明了SnO_2量子点能带结构随尺寸离散化的量子尺寸效应;并基于其量子尺寸效应,实现了对SnO_2量子点阻变存储器开关电压的有效调控.研究表明,尺寸为3.53 nm的SnO_2量子点具有较低的开关电压(-2.02 V/3.08 V)与较大的阻变开关比( 10~4),器件在经过2 × 10~4次的耐久性测试后,阻变性能变化率小于5%,具有较好的稳定性与保持性.基于库仑阻塞效应,SnO_2量子点内部缺陷势阱作为俘获中心对电子的自俘获/脱俘作用,是其实现阻变效应的原因;此外,SnO_2量子点与ITO,Au界面肖特基势垒高度的有效控制则是精准调控其阻变开关电压的关键.以上工作揭示了SnO_2量子点在阻变存储领域的巨大应用潜力和商业化应用价值,为阻变存储器的发展提供了一项新的选择.     

钍基熔盐堆和核能综合利用

发展具有经济可行性、固有安全性且能够更好地解决核燃料和核废料问题的未来先进核能系统,始终是国际核能科技界的努力方向和研发热点,以此为目标,国际核能界在2002年遴选出了六种第四代先进核能系统的候选堆型。钍基熔盐堆是其中唯一的“液态燃料+高温+常压”堆型,其采用氟化熔盐作为核燃料载体或冷却剂,能够在线添加核燃料和处理裂变产物,国际公认适合于钍基核燃料的高效利用。随着技术的进步,被认为是最容易实现商业化的堆型之一。     

一种合成量子点的新方法

由于在光计算、光学信息处理等方词的潜在应用前景,半导体材料的光学非线性性质始终受到广泛关注。量子尺寸效应对半导体性能的影响引起了人们极大的兴趣。除了量子阱和超晶格结构外,在半导体的超微粒方面也进行了大量的研究。有关超微粒材料的四波混频,吸收谱带兰移、载流子弛豫及光学双稳态的实验结果已有报道。     

基于等离激元多重杂化效应的光吸收结构

近年来,以聚合物为代表的高分子材料由于具有比其他光吸收材料(如半导体材料、碳基材料以及贵金属纳米材料)更好的柔性和粘弹性而受到广泛关注.本文基于等离子体再聚合技术和磁控溅射工艺在聚合物材料层上制备了具有等离激元多重杂化效应的光吸收结构,该结构具有宽谱高吸收特性.该结构的制备工艺简单易行,对不同聚合物材料具有通用性,在光学器件领域具有广泛的应用前景.     

ZnSe－ZnS量子阱的光学非线性

半导体量子阱及超晶格材料具有室温激子效应以及强的光学非线性从而得到人们广泛的重视。利用半导体量子阱和超晶格可以制备出高速度、低闭值、小尺寸及室温工作的半导体激光器、光双稳器件等一系列光电子器件.     

双量子阱中的子带光吸收

由于微制造技术的不断发展,如液相外延(LPE),气相外延(VPE),金属有机化学气相沉积(MOCVD)以及分子束外延技术(MBE)等先进的材料生长技术方法也日趋完善,从而使得各种低维半导体量子器件(如半导体、超晶格、量子阱、量子线和量子点等)制造日趋成熟。由于这些低维半导体量子器件具有很强的非线性光效应,而且随着材料、外形、尺寸等的不同,非线性光效应也有很大的差别,更由于其可能存在的广泛的应用前景,所以近年来,一直是人们研究的重点。近来,由于人们相信,利用GaAs／AlGaAs量子阱有可能制造出一些新型的光学仪器,如光开关、光限幅器、光调制器等,所以,对不同势形的GaAs／AlGaAs量子阱的非线性光学特性一直吸引着人们进行理论和实验的研究。而在最近几年,对双量子阱的研究也成为了人们的研究重点。通过密度矩阵和迭代的方法,得到双量子阱中的第一、第三阶子带光吸收表达式,我们将用一个典型的GaAs／AlGaAs双量子阱代入其中进行数值计算,并进行讨论。我们的计算结果显示,阱的光吸收峰不但与中间的势垒宽度有关,更与入射光强有关。     

多学科研究的利器——核分析技术

核分析技术是伴随着核科学与技术的发展而发展起来的,以粒子与物质相互作用、核效应、核谱学及核装置（反应堆、加速器等）为基础,由多种方法组成的综合技术。高能物理研究所的前身中国科学院近代物理所在建所初期及原子能研究所时期,为配合原子核物理研究并为原子能应用准备条件,即开始布局核化学与放射化学学科,这为后期开展核分析技术及应用研究奠定了基础。高能物理研究所成立后,在开展基础研究的同时,服务于多学科研究及国民经济的核分析技术亦实现了快速发展。1975年11月,正式设立放射化学研究室（五室）,共有科研人员68人。1978年2月,在五室基础上合并了原一室的静电质子加速器和穆斯堡尔谱学组及原二室的30 MeV电子直线组,成立应用研究室,专门从事核分析技术方法与应用研究。发展的核分析方法包括中子活化分析、离子束分析、正电子湮没技术、穆斯堡尔谱学、裂变径迹技术、X射线荧光分析等,应用领域涉及环境科学、地质学、生物医学、材料科学、国家安全等。此后历经多次学科调整,21世纪以来,重点开展了典型污染物的环境行为与毒性效应、纳米材料的生物效应与安全性、聚变堆材料、古陶瓷年代产地鉴定等研究。依托核分析技术,在高能物理研究所成立的省部级实验室包括中国科学院核分析技术重点实验室、中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室、国家环境保护汞污染防治工程技术中心以及北京市射线成像技术与装备工程中心。本文介绍了多种核分析技术在高能物理研究所发展历程以纪念高能所成立50周年。     

graphene量子点的起伏效应对尺寸的敏感性研究

用第一原理研究了graphene量子点器件在不同尺寸时的输运特性,以得到起伏效应所引起的输运特性的变化,以及对尺寸的敏感性.研究结果表明无论电极与锯齿型边界的graphene量子点相连还是与扶手椅型边界的graphene量子点相连,都会受起伏效应较大的影响,并且随尺寸的不同影响程度也不同.加偏压后得到的电流也受较大影响,但两种连法受到的影响随尺寸的增加效果不同. 关键词： graphene 量子点 起伏效应     

纳米材料的结构与性质

纳米材料是近几年最受关注的新材料之一,以其高表面活性,特殊的尺寸效应、光电效应、催化效应、广阔的应用前景等特点成为当今热点研究领域之一。当物质的结构单元小到纳米数量级时,会产生特异的表面效应、体积效应和量子效应,其电学、磁学、光学和化学性质也相应地发生显著性的变化,呈现出常规材料不具备的优越性能。     

半导体超晶格国家重点实验室诚聘英才

正中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室长期以来主要致力于半导体物理的电子/自旋量子调控及光、电器件方面的研究,研究内容涉及从基础理论、材料生长、微纳器件的基本物理/功能特性到半导体光电器件的实用基础研究。当前科研人员中包括4位中国科学院院士、9人获得国家杰出青年基金资助、3人获选优秀青年科学基金资助。为进一步增强研究室的原始创新能力,现诚聘海内外英才加盟。一、招聘岗位诚邀从事半导体中的新奇量子现象、自旋电子学、新功能的半导体器件与芯片、新型纳米材料物性与器件效应     

面心立方晶格构成的材料其表面与体内原子数之比的一种计算

纳米材料因其较大的比表面积往往显示出不同于其块体材料的性质,尤其是倍受重视的金属纳米材料.组成金属单质材料的晶胞很多是面心立方晶格(密堆积排列的一种形式).为了更好地帮助初学者理解其比表面积的概念,需要找到一种估算金属纳米材料的表面原子数和体内原子数目之比的一种方法.设想金属颗粒材料由最小的面心立方晶胞沿3个轴向等量重复堆砌而成,通过推理,可以得到不同尺寸大小颗粒的表面原子数与体内原子数的递推公式,由此可以估算出这类材料尺寸小到什么程度时其比表面效应就会突显出来.     

ZnO/ZnS核-壳量子点的双光子吸收效应

利用飞秒激光Z-扫描与泵浦-探测技术,研究了室温下ZnO/ZnS与ZnO/ZnS/Ag核-壳胶体量子点的双光子吸收效应.研究发现:ZnO基核-壳量子点的本征双光子吸收系数比ZnO体材料增大了3个数量级;测量得到的660 nm处的ZnO/ZnS核-壳量子点双光子吸收截面约为4.3×10^-44 cm⁴·s·photon^-1,比相应的ZnS、ZnSe及 CdS量子点大2个数量级;当ZnO/ZnS核-壳量子点镶嵌了银纳米点时,非线性吸收有所增强.ZnO基复合纳米结构的双光子吸收增强可归因于量子限域与局域场效应.     

金属卤化物钙钛矿纳米光电材料的研究进展

金属卤化物钙钛矿广泛应用于太阳能电池、发光二极管和纳米激光器等领域,引起了科学家们极大的兴趣.纳米材料由于具有量子约束和较强的各项异性,表现出与普通块体材料不同的光学和电学性质.金属卤化物钙钛矿纳米材料具有可调节带隙、高量子效率、强的光致发光、量子约束效应和长的载流子寿命等优点,并且其成本低、储量丰富、易于合成多种化合物,有很广阔的光电应用前景.但另一方面,钙钛矿由于表面存在陷阱缺陷状态以及晶体边界导致稳定性较差,环境中的水、氧气、紫外线和温度等因素会使其光电性能大幅度降低.本文介绍量子点、纳米线、纳米片钙钛矿纳米材料的合成与生长机制,并且讨论其新奇的光电性能及在各种光电设备中的应用.最后总结了钙钛矿材料新出现的挑战并讨论了下一代金属卤化物钙钛矿光电设备应用.     

空穴传输材料对CdSe核壳量子点的荧光影响

用稳态光谱和时间分辨光谱技术研究了空穴传输材料对CdSe/ZnSe 与CdSe/ZnS核壳量子点的荧光影响。结果表明,空穴传输材料对量子点有较强的猝灭作用,随空穴传输材料分子浓度的增加,量子点的荧光强度明显地被猝灭,同时量子点的荧光寿命也被减短。两种不同空穴传输分子对CdSe/ZnSe量子点的荧光猝灭明显不同。在与相同空穴传输分子相互作用时,包覆ZnS壳层的CdSe核壳量子点荧光猝灭效率明显低于包覆ZnSe壳层的CdSe核壳量子点。量子点的荧光猝灭过程可以解释为静态猝灭和动态猝灭过程,其中静态猝灭来源于量子点表面与空穴传输材料间相互作用,而动态猝灭则主要来源于量子点到空穴传输材料的空穴转移过程。实验结果表明空穴传输材料的种类以及核壳量子点的壳层结构都对其荧光猝灭效应起关键作用。     

ZnO一维纳米线及其异质结构的外延生长

一维纳米结构因其优异的光、电特性,在纳米电子学,光电子学器件等方面有重要的应用价值而倍受关注．在一维半导体纳米材料中,ZnO因激子束缚能大 (60 meV),可在室温获得高效的紫外发光而成为近年来继GaN材料后的又一研究热点．外延生长一维纳米结构ZnO及其量子阱材料除因量子尺寸效应更适宜做室温紫外发光、激光材料与器件外,还因界面和量子限制效应而具有许多新奇的光、电、和力学特性,可应用于纳米光电子学器件,传感器及存储器件,纳米尺度共振隧道结型器件和场效应晶体管的研制和开发．文章着重介绍了目前ZnO一维纳米结构制备,一维ZnO纳米异质结构和一维ZnO/Zn1-xMgxO多量子阱结构的外延生长和研究进展．     

硒化镉发光量子点的制备及其在有机发光器件中的应用

硒化镉量子点具有随粒径尺寸改变,而产生发光波长调变的特性,目前已被广泛研究。本研究是由化学溶胶法合成不同粒径尺寸的核壳型CdSe／ZnS硒化镉量子点,其表面包覆十六烷基胺,避免分子团聚现象。在由硒化镉成核温度的控制,成功地制备一系列具有各种尺寸粒径的核壳型硒化镉量子点(2—6nm)。本研究也合成了含有纳米金粒子于核壳型硒化镉量子点,实验结果发现：硒化镉发光效率明显的提高。在有机发光器件的应用方面,将发光波长为505nm核壳型CdSe／ZnS量子点掺入溶有发光波长为570nm铱化合物的氯仿溶液时,其溶液的光致发光光谱表明,原量子点的发光特性消失,只有铱化合物的发光依然存在,且其发光强度呈现明显增强趋势,我们推测此现象源自于量子点到铱化合物能量转移的机制。我们也以含有核壳型硒化镉量子点的铱化合物与PVK混合材料为发光层,成功的制作发光二极管器件,器件的发光效率因核壳型硒化镉的掺杂,明显提高2倍多。