新型扫描微波显微术

微波是整个电磁频谱非常重要的组成部分,可以与物质发生丰富的相互作用;而原子力 显微术(Atomic Force Microscopy,AFM) 有超高的空间分辨率,是纳米研究的核心工具。将 微波技术与AFM 结合将实现一种全新的扫描微波显微术(Scanning Microwave Microscopy, SMM)。该技术可以探测各种样品（包括导体、半导体、绝缘体及其它新型材料）在微纳米尺度 的多种电学性质,如载流子类型、介电常数、电导率和导磁系数等;以及实现微纳米尺度下微波 探测技术,如NMR、ESR 等,具有非常广阔的应用前景。文中综述了SMM 的基本原理,仪器 组成,并介绍了其在电学性质探测、各种新型材料、生物等方面的前沿应用实例。最后,文章展 望了扫描微波显微术的进一步技术发展和应用研究。     

碳纳米粒子悬浮液光限幅性能数值模拟

碳纳米粒子悬浮液具有良好的光限幅性质,是一种优良的宽波段光限幅材料。通过热传导方程和米氏散射理论建立了微气泡半径与入射光能量、碳纳米粒子悬浮液散射系数和透过率的理论模型。采用Matlab数值模拟了散射系数随微气泡尺寸因子的变化关系,碳纳米粒子悬浮液光限幅性能随入射光能量的变化规律。研究了气泡尺寸因子、入射激光能量以及波长对碳纳米粒子悬浮液光限幅特性的影响。研究发现当激光能量达到一定值时,微气泡的半径保持恒定,不再随入射激光能量的增加而增加。微气泡尺寸的增大对碳纳米粒子悬浮液的透过率有着显著的影响。同时,碳纳米粒子悬浮液对不同入射光波长和光能表现出不同的光限幅性能。研究结果为实验研究提供了理论指导。     

局域表面等离激元

局域表面等离激元使得贵金属纳米颗粒具有丰富的光学性质,其应用涵盖能源、生物医学、安全、信息、超材料等诸多领域。文章简要介绍局域表面等离激元的基本性质、贵金属纳米结构中的局域表面等离激元共振耦合以及具有局域表面等离激元特性的贵金属纳米结构的一些重要应用。     

极深地下探秘宇宙的“熊猫X”实验

近百年的天文学观测表明宇宙中有大量看不见的"暗物质"存在,但是我们对暗物质的本质却所知甚少。宇宙中也充斥着一种很像暗物质的"幽灵粒子"——中微子,它们的身上也有着众多未解之谜。对暗物质和中微子研究的突破很可能带来下一次物理学的革命。国际上最深的、位于四川凉山州的中国锦屏地下实验室为这样的实验研究提供了得天独厚的场所。过去的20年,液氙探测技术的发展使之成为了探测暗物质、研究中微子性质的核心手段之一。文章主要介绍了暗物质与中微子的未解之谜、液氙探测技术的发展、国内外一些液氙实验的发展态势以及我国液氙探测暗物质"熊猫X"实验的现状和未来。     

气泡附近纳米颗粒的能量特性

针对纳米颗粒在气泡附近的运动,以微细颗粒的双电层模型为基础,提出考虑颗粒和气泡电性质的颗粒能量模型,并得到纳米颗粒在气泡附近区域的能量状态.     

纳米材料热传导中的新奇物理效应

纳米尺度热传导是物理科学、材料科学和工程热物理等相关学科的研究热点。除基础研究上的意义外,这个方向的研究在微纳米器件温度控制、新能源、热防护等重大工程技术领域也有着重要的应用价值。文章主要介绍一维、二维纳米材料(包括纳米管、纳米线、石墨烯及其他二维材料)的热传导性质。由于篇幅所限,文章集中讨论在低维体系热传导中的新奇物理效应,如碳纳米管热导率随长度的发散行为,硅纳米线中的声子相干性,以及石墨烯热传导性质的尺寸效应。文章侧重强调低维纳米材料热传导与宏观体材料热传导特性的本质区别。     

纳米通道内超疏水性表面气泡的运动

疏水表面纳米气泡的运动有重要的应用价值和研究意义。本文采用分子动力学方法,模拟了纳米通道壁面为超疏水性时壁面上气泡的运动状况。在质量力驱动下,随着外界驱动力的增大,两壁面上的气泡被逐渐拉长,同时逐渐变得扁平;前端"接触角"逐渐增大,而后端"接触角"逐渐减小。纳米通道内疏水性表面的纳米气泡随着外部驱动力的变化呈现出不同的形态,变化程度随着驱动力的增大而增大。在不同驱动力作用下,两个气泡总是保持相同的速度,气泡的速度与外力驱动的大小呈线性增长趋势。随着外力的增大,边界层及通道中心速度皆呈现增大趋势。     

冲击波诱导水中纳米气泡塌陷的分子动力学分析

人体中含有的纳米气泡受冲击波诱导塌陷后产生的强冲击高速纳米射流会对人体组织产生创伤.本文运用分子动力学方法,分析了冲击波引起的水中纳米气泡的塌陷行为,纳米气泡分为三种:真空、含二氧化碳和氧气纳米气泡.同时探讨了不同气体分子数、纳米气泡的直径和冲击波的冲量等因素对水中纳米气泡塌陷行为的影响.研究发现在真空纳米气泡中加入气体分子后并没有影响冲击波的传播,但在纳米气泡完全塌陷前,与真空和含1368个二氧化碳分子(或含1409个氧气分子)的纳米气泡相比,含718个二氧化碳分子(或含733个氧气分子)的纳米气泡塌陷形成的纳米射流的最大速度较大.在气泡完全塌陷后气体分子致使纳米射流的速度衰减,最终含气体分子的纳米射流的最大速度小于真空的.此外,还发现在大冲量时,纳米气泡的塌陷时间短,同一时刻冲击波经过时的密度、压力更大,气泡塌陷后纳米射流的最大速度较大,冲击力比小冲量增强很多.较大直径的纳米气泡塌陷时间长,同一时刻冲击波经过时的密度、压力较小,冲击波传播较慢,但纳米射流的最大速度较大,纳米射流冲击力更强.纳米射流的最大速度越大,含气纳米气泡的气体分子在冲击方向分散的距离更远,凹陷深度更深.     

纳米光刻技术的现状和未来

纳米技术是21世纪信息科学的一项关键技术，纳米结构制作是纳米技术的重要组成部分，纳米光刻技术是制作纳米结构的基础，具有重要的应用前景，文章对光学光刻技术进行了概述，介绍了几种纳米光刻技术的新途径，发展现状和关键问题，最后讨论了纳米光刻技术的应用前景。     

半导体量子点及其应用(Ⅰ)

量子点，又称“人造原子”，它是纳米科学与技术研究的重要组成部分，由于载流子在半导体量子点中受到三维限制而具有的优异性能，构成了量子器件和电路的基础，在未来的纳米电子学、光电子学，光子、量子计算和生命科学等方面有着重要的应用前景，受到人们广泛重视，文章分为Ⅰ、Ⅱ两个部分：第Ⅰ部分介绍了半导体量子点结构的制备和性质；第Ⅱ部分介绍了量子点器件的可能应用。     

氧化锌及纳米氧化锌研究进展

ZnO是一种重要的直接宽带隙半导体,室温下禁带宽度为3.37eV,激子束缚能为60meV,对于开发蓝绿、蓝光、紫外等多种发光器件有巨大潜力.纳米ZnO表现出与体材料明显不同的电学、磁学、光学、化学等性质,是目前纳米材料的研究热点之一.本文介绍了ZnO和纳米ZnO的一些基本性质,综述了近年来纳米ZnO的合成以及应用等方面研究的一些进展.     

表面等离激元——机理、应用与展望

等离激元光子学(plasmonics)的研究内容是金属纳米结构独特的光学性质及其应用.随着纳米科技的进步,等离激元光子学已经迅速发展成为一门新兴学科,在生物、化学、能源、信息等领域具有重要的应用前景.文章主要介绍表面等离激元(surface plasmons,SPs)的一些基本物理性质,包括局域的表面等离激元(localized surface plas-mon,LSP)和传导的表面等离激元(propagating surface plasmon polariton,SPP),文章还介绍了表面等离激元的几个重要的应用方向,例如生物/化学传感器、表面等离激元激光、光开关器件以及表面等离激元光逻辑运算,等等.     

纳米金属粒子光吸收理论研究进展

纳米金属粒子具有不同于块体材料的独特的光学性质,因而它在光化学、纳米含能材料及药物等许多领域有着广泛且重要的应用.本文系统的总结了分散在介质中的纳米金属粒子的光吸收理论公式及其适用范围,介绍了各种因素如尺寸、形状以及尺寸和形状分布对光吸收性质影响的计算方法.指出了当前纳米金属粒子光吸收性质方面的研究热点.     

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。     

原子核质量精密测量的研究进展

原子核质量的精密测量是原子核物理学的重要课题之一,它对探索奇特原子核的结构和性质、重元素核合成之谜等均具有重大意义.文章简要介绍了原子核质量高精度测量的两个主要设备——储存环和潘宁阱,并回顾了近年来原子核质量精密测量在核结构、元素核合成、新同核异能素等领域中的研究亮点,探讨原子核质量测量的发展趋势.     

基于数字全息术的水中气泡场获取方法的研究

水中气泡场是海洋和大气热交换的重要媒介,随着对海洋研究的深入,水中气泡场的研究越来越受到人们的重视。数字全息术由于具有可获取三维空间信息、可进行实时实地测量、不干扰被测对象等优点,所以可成为获取水中气泡场的有效手段。研究了数字全息技术在水中气泡场探测中的应用,并进行了数字全息拍摄的实验和再现,探讨了获取水中环境对获取气泡场的影响,讨论了实验中出现的问题,并对所得到的再现图像数据进行了分析和讨论。     

L10相FePt纳米颗粒及其纳米结构研究进展

面心四方结构（L10相）的FePt复合纳米磁性颗粒具有极高的磁晶各向异性能、高饱和磁化强度、极小的超顺磁极限颗粒尺寸和优异的化学稳定性，是下一代超高密度垂直磁记录介质最有希望的候选材料，在药物定向载体、纳米检测和敏感器件、功能化细胞研究等方面也有广泛的应用前景，文章概述了基于化学热溶剂分解方法制备FePt纳米颗粒、结构、性质，总结并评述了其在纳米结构自组装和应用等方面研究的最新进展．     

同步辐射纳米成像技术的发展与应用

伴随着相关技术的进步,X射线纳米成像方法近年来得到了长足的发展,并在能源材料、工业催化、生命科学和环境科学等多个科研领域中发挥着重要的作用。文章总结了同步辐射纳米成像技术的发展现状,并结合实例讨论了其在若干学科领域的前沿应用。在此基础上,作者强调了先进数据分析手段和科研大数据发掘等在多尺度、多维度X射线成像领域中所扮演的重要角色。希望通过文章将同步辐射纳米成像技术系统地介绍给读者,以期进一步发掘该技术的潜力,促进其在各个科研领域的应用和推广。     

多铁性纳米点结构及微纳器件应用

在当前电子技术微型化和高度集成化的趋势下,多铁性纳米材料的研究正逐渐成为一个重要主题。这方面的研究还处在起步阶段,在材料的制备工艺和表征手段方面还面临诸多挑战。文章简要介绍了多铁性纳米点的制备工艺(包括离子刻蚀、自组构、多孔氧化铝模板方法等)和以多功能扫描探针为代表的表征手段,还介绍了纳米点带来的新颖的物理现象及其在微纳器件应用等方面的研究进展。     

高分子薄膜表征技术

随着纳米技术在微电子、生物医药、能源等领域的快速发展,如何在纳米尺度构筑性能稳定、性质均一的多功能纳米器件已成为纳米科技领域最具有挑战性的前沿技术之一.具有广泛应用前景的高分子薄膜的制备、性质以及应用研究一直以来都受到学术界与工业界的高度关注对高分子薄膜的内部结构、表面形貌、机械性能、电化学性能等的检测一直是高分子领域的主要研究热点之一.本文综述了高分子薄膜的测试方法,包括原子力显微镜、电子显微镜、X光散射、中子散射、椭圆偏振光等表征技术.