低维限域结构中水与物质的输运

低维限域结构中水与物质的输运研究,对于解决界面化学和流体力学中的遗留问题十分关键.近年来,研究人员采用分子动力学模拟和实验手段研究低维限域结构中水与物质的输运,并将其应用于物质输运、纳米限域化学反应、纳米材料制备等领域.本文从理论和实验的角度总结一维和二维纳米通道的水与物质输运,介绍了本研究组提出的"量子限域超流体"概念,并用于解释纳米通道中超快物质的输运现象;在此基础上概述了一维纳米通道中的分子动力学模拟和水浸润性,以及外部环境(如温度和电压)对限域结构中水浸润性的调控,同时阐述了低维限域结构中的液体输运;对二维纳米通道中的分子动力学模拟、液体浸润性以及液体输运进行了综述;讨论了纳米通道限域结构在物质输运、纳米限域化学反应和纳米材料制备等领域的应用;对低维限域结构中水与物质输运面临的挑战和前景进行了展望.     

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     

一维纳米固体的电子结构

本文通过计算一维纳米固体模型的电子态密度,针对颗粒大小、颗粒界面无序度等物理量,讨论了一维纳米固体的电子结构。结果表明颗粒大小对电子能态结构影响较大,而颗粒界面无序度主要引起能带宽度和态密度大小的变化。 关键词：     

准一维无序系统的电子结构

利用负本征值理论的态密度计算方法，研究了准一维双链无序系统的电子结构。并针对系统大小，对角和非对角无序程等各种参数，探讨了电子的局域化，系统能量分布范围等问题。在引进无序参量后，对角无序主要引起电子局域态的增多，而非对角无序则使系统的能量分布范围发生变化。     

纳米微晶材料的结构和性质

纳米微晶材料是纳米量级晶粒所构成的多晶物质,其晶界区域中存在与长程有序晶态和短程有序非晶态结构不相同的“气体状”的结构。本文讨论了纳米微晶材料的制备方法、结构特点和奇异性质及其在材料科学中的应用。     

方兴未艾的纳米结构材料

介绍了纳米结构材料的结构,特性,制备方法以及广阔的应用前景。     

广义的一维Fibonacci结构

本文提出一维k组元的Fibonacci结构,它包含k个无公度的基本长度,是具有两个基本长度的标准Fibonacci结构的自然推广,投影理论被用来处理它的X射线衍射花样及其指标化问题,理论模拟被用于验证投影理论的结果,值得注意的是,对于有限的链长,当k足够大时,它的衍射谱将趋于混沌。 关键词：     

一维含负折射率材料结构中原子的瞬时自发辐射

负折射率材料是一种新型的人工材料，其介电常数和磁导率同时小于零，导致了折射率小于零。当电磁波入射到正负折射率材料的界面上，将会产生负的折射现象。因此单个负折射率材料板能起到能量汇聚的作用。用正负折射率交替排列组成的一维光子晶体能产生不同于通常布拉格带隙的零平均折射率带隙。这种带隙能抑制几乎全方向的辐射，从而能对原子自发辐射产生更强的抑制作用。J．Kastel和M．Fleischhauer最近提出用理想负折射率材料板加上理想反射镜，在适当条件下会完全抑制原子的自发辐射。本文我们考虑在包含实际负折射率材料—有色散和吸收—的一维结构对原子自发辐射的影响。     

半导体纳米结构中的库仑阻塞现象

库仑阻塞效应是近年来固体物理中的研究热点之一，扼要介绍了金属 隧道结及 体量子点中的库仑阻塞现象的基本特性，库仑阻塞与电子态尺寸量子化之间的相互影响，量子点旋转门器件（QDTS）的原理和其他潜在的应用前景。     

Fe-Cu-Si-B纳米晶合金的结构与性能

利用非晶晶化法制备了(Fe_0.99Cu_0.01)₇₈Si₉B₁₃纳米晶合金。发现其显微硬度H_v与晶粒尺寸d之间基本服从Hall-Petch关系。利用M?ssbauer谱研究了晶粒尺寸为30nm的材料中类金属原子的分布及其对晶化相电子结构的影响。 关键词：     

纳米结构金属表面的近场电势分布

基于均匀外电场中金属纳米半球颗粒按一定对称性从平面衬底生长出的表面结构,建立纳米半球颗粒表面附近近场电势的理论模型.采用数值计算方法得到近场电势的空间分布,并以三维曲面的形式给出.结果表明:电势分布呈现明显的几何对称性.结果为解释与纳米结构薄膜表面有关的各种异常现象提供依据,为纳米结构薄膜材料的应用研究提供参考.     

玻璃基质中ZnS纳米晶Mn2+掺杂的两种组态下载流子限域

用融熔法制备了分散有ZnSⅩⅣMn2+纳米晶的钠硼硅(Na2O-B2O2-SiO2)玻璃.对样品在不同温度和时间下进行退火处理,获得不同尺寸的纳米晶.通过激发和发射光谱测量发现样品中的Mn2+有两种组态,即替位组态(Mn2+)替位和间隙组态(Mn2+)间隙.用有效质量模型计算了纳米晶的粒径.结果表明在一些样品中存在着载流子限域即R<Ra.     

一维纳米SiC-CNTs复合结构的生长机制和阴极射线发光

采用直接固相反应法制备了一维SiC-CNTs纳米复合结构。初始反应原料为纯的硅粉和碳纳米管混合物,没有使用任何触媒,在1 400℃温度下获得了一维纳米产物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱、阴极射线发光光谱研究了产物的结构和光学性质。获得的一维S iC-CNTs纳米复合结构外径约为60nm,长度超过几个微米。CL谱中存在三个发射带,中心位置分别为2.89,2.39,2.22 eV。     

二氧化硅准一维纳米团簇的弯曲振动

运用密度泛函理论,计算了4～24个单元的准一维单链、双链、三元环、四元环管状构型SiO₂团簇的振动频率。在不同构型的红外光谱中,侧重研究了频率小于300cm^-1的低频处的弯曲振动。该类振动的频率和强度有很强的尺寸效应,频率与团簇长度呈指数关系,并且指数随直径变化表明它依赖于团簇的几何维数。实验发现此类红外振动只存在于长度0.8nm～5.5nm的SiO₂团簇中,揭示出实验和理论上可用于表征特定长度范围的纳米团簇。     

纳米微晶结构ZnO及其紫外激光

本介绍了的年来研制Ⅱ-Ⅵ族半导体激光器的一个新的途径——ZnO的纳米微晶结构。它分为两大类别：即六角柱形蜂巢状结构和粉末状颗粒结构。都已在近紫外波段实现了室温下光泵激发的受激发射,它将是继Ⅱ-Ⅵ族硒化物和Ⅲ-Ⅳ氮化物之后的新型半导体激光器材料。     

基于富勒烯纳米结构材料光限幅特性研究

应用倍频Nd:YAG脉冲激光,在波长为532nm,脉宽8ns,重复频率10Hz的条件下,研究了新型基于富勒烯纳米结构材料(C₆₀-bpy-Au)的光限幅特性.实验结果表明,其限幅特性较C₆₀有所提高,初步分析了光限幅和溶剂效应.     

一维应变加载下单晶铁结构转变的微观研究

采用嵌入原子势和分子动力学方法,模拟了单晶铁在一维应变条件下由体心立方（bcc）转变为六角密排（hcp）结构的微观过程. 当应变加载至相变临界值时,hcp相开始均匀形核并沿{011}晶面长大为薄片状体系.弹性常数C₃₁和C₃₂在相变前被逐渐硬化,C₃₃则在相变前出现软化行为;当体系完全相变后,上述各弹性常数显示开始随体积压缩而迅速硬化,温度效应对晶格具有软化作用,可削弱C₃₃的硬化和软化过程;样品在压缩过程可出现孪晶结构,孪晶结构使晶格发生剪切变形.混合相中,hcp相势能比bcc相高,最大剪应力方向与bcc相反向;系统的偏应力与hcp相质量分数近似呈线性关系. 关键词： 结构转变 分子动力学 一维应变     

形形色色的氧化锌纳米结构

最近,笔者有机会目睹了一张ZnO纳米飞机的照片:每一架飞机都是一个独立生长的准单晶体,尺寸数μm ,具有相同的外形,就像是折纸工艺品;数十架飞机组成一个机群,各朝着不同的方向.这张照片是中国科学院物理研究所高鸿钧小组拍摄的,为纳米结构百花园增添了奇葩.形形色色的纳米结构     

非晶化与量子限域效应

当材料尺度减小到几个纳米时，材料内部电子结构会表现为分立能级，这就是所谓的量子限域效应。通过晶态和非晶Pd纳米颗粒的单电子隧穿实验发现，在晶态Pd颗粒中能观察到量子限域效应，而在同样大小的非晶Pd颗粒中却没有观察到。考虑到有序／无序结构的静态效应并结合电子散射等动态效应，解释了非晶Pd颗粒实验中没有观察到量子限域效应的原因。这一结果表明，尺寸减小并不足以使纳米体系表现量子行为，原子结构有序度对于决定纳米体系表现经典行为或量子行为具有同等重要作用。