DNA模板纳米粒子自组装及其在纳米电子器件中的可能应用

以生物分子为模板进行的纳米粒子白组装之所以受到人们的广泛关注，主要是追求其在纳米电子器件的成功应用。文章结合近年来国内外研究工作和本实验室小组成员的一些相关工作，综述了DNA模板的无机纳米粒子白组装形成有序纳米结构及其在纳米电子器件上应用的研究进展，讨论了此种组装技术的局限性并展望其发展前景．     

纳米微粒与纳米固体

纳米微粒是指颗粒尺度为纳米量级的超细微粒,它的尺度大于原子簇(Cluster)、小于通常的微粉(Powder),由它所构成的致密凝聚体称为纳米固体,本文将简要地介绍它们的基本性质与意义。纳米微粒属于原子簇与宏观物体交界的过渡区域。从通常的关于微观或宏观的认识来看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,它具有一系列新异的物理、化学特性,涉及到大块样品中所忽     

高定向石墨表面金纳米粒子和金纳米线的研究

利用真空沉积方法在高定向石墨(HOPG)基底上直接制备了粒径分布较小的金纳米粒子.超高真空扫描隧道显微镜(STM)研究发现,在74℃退火后,表观直径为2.5?nm的金纳米粒子在HOPG基底上形成了排列均匀的准一维纳米粒子链,并且此金纳米粒子链结构稳定.在122℃退火后,不同粒径的金纳米粒子在HOPG基底表面上聚合长大形成了准一维金纳米线.这一发现为制备由金粒子组成的有序纳米结构开辟了探索途径.     

高定向石墨表面金纳米粒子和金纳米线的研究

利用真空沉积方法在高定向石墨(HOPG)基底上直接制备了粒径分布较小的金纳米粒子.超高真空扫描隧道显微镜(STM)研究发现,在74℃退火后,表观直径为2.5nm的金纳米粒子在HOPG基底上形成了排列均匀的准一维纳米粒子链,并且此金纳米粒子链结构稳定.在122℃退火后,不同粒径的金纳米粒子在HOPG基底表面上聚合长大形成了准一维金纳米线.这一发现为制备由金粒子组成的有序纳米结构开辟了探索途径.     

金纳米粒子组装体系的表面增强拉曼光谱特性研究——表面粒子密度与拉曼光谱强度的关系

利用纳米粒子组装制备了金基底———巯基苯胺自组装膜偶联层———金纳米粒子的“三明治”结构,研究了表面粒子密度与偶连层分子的拉曼光谱强度的关系。实验结果显示,该结构对偶连层分子的拉曼光谱有很好的增强效应,增强因子可达１０５。在表面粒子密度较低时,拉曼光谱强度与表面粒子密度曲线呈线形,随着表面粒子密度的增加,曲线出现负偏差并在粒子密度较高区域出现一个平台。     

液相法制备金属纳米粒子

液相法是在均相溶液中，利用各种途径引发化学反应，通过均相或异相成核及随后的扩散生长而制备出粒径分布窄且表面功能化的纳米尺度材料．介绍了液-液两相法、反相胶束、高温液相法等制备单分散金属纳米粒子的方法和高温液相法制备金属纳米粒子的影响因素，以及近年来在金属纳米粒子的制备和性能研究上的进展，尤其是Co等多种磁性纳米粒子的制备、磁性研究．     

不同表面结构的金纳米粒子荧光性质.

"研究了具有不同表面结构的金纳米粒子：裸金纳米粒子、三苯基膦修饰的金纳米粒子、巯基丙酸表面取代的金纳米粒子的荧光性质,及其对CdSe纳米粒子的荧光猝灭作用．发现不同的金纳米粒子荧光信号受粒子表面一价金离子与配体分子之间相互作用的影响,其荧光强度对其表面分子具有强烈的敏感性;具有不同表面结构的金纳米粒子对CdSe纳米粒子的荧光猝灭作用不同,与其吸收光谱和CdSe纳米粒子发射光谱的重叠程度相关."     

NaYF4∶Yb,Er@SiO2与Au纳米粒子荧光共振能量传递系统的构建与研究

采用SiO2对NaYF4∶Yb,Er油相上转换纳米晶进行包覆以实现其水溶性,通过在SiO2壳表面吸附Au纳米粒子,进一步构建了NaYF4∶Yb,Er@SiO2与Au纳米粒子能量传递的体系,该体系可实现对NaYF4∶Yb,Er上转换纳米粒子红绿光比的连续可调。该研究结果有助于实现上转换发光纳米材料在生物成像、检测和传感等方面的应用。     

Effect of Clusters on Thermal Conductivity in Nanofluids

We propose a new model for the effective thermal conductivities of nanottuids, which is derived from the fact that nanoparticles and clusters coexist in the fluids. The effects of the compactness and the perfectness of the contact between nanoparticles in clusters on the effective thermal conductivity of nanofluids are analysed. The proposed model indicates that the effective thermal conductivity of nanofluids decreases with the increasing concentration of clusters. The model predictions are compared with and are in good agreement with the available experimental data.     

表面结构对SnO2半导体纳米粒子荧光性质的影响

本文利用荧光光谱对ＳｎＯ２纳米粒子水溶胶及其有机溶胶的光学性质进行了研究。发现粒子的表面结构对其光学性质具有极大的影响。水溶胶的荧光发射是由氧空位控制的,其发射强度工;有机溶胶由于表面活性剂的作用,改变粒子的表面结构,得到较强的荧光发射。     

金纳米粒子组装体系的表面增强拉曼光谱特性研究：表面粒子密度与？…

利用纳米粒子组装制备了金基底－－巯基苯胺自组装膜偶联层－－金纳米粒子的“三明治”结构,研究了表面粒子粒子密度与偶连层分子的拉曼光谱强度的关系。结果 偶连层分子的拉曼光谱有很好的增强效应,增强因子可达１０＾５。在表面粒子密度较低时,拉曼光谱强讧民表面粒子密度曲线呈线形,随着表面粒子密度的增加,曲线出现偏差并在粒子密度较高区域出现一个平台。     

纳米粒子与单晶硅表面碰撞的反弹机理研究

应用分子动力学方法模拟了纳米粒子与单晶硅(001)表面碰撞、反弹飞离的现象，分析了粒子的反弹行为、基体弹性形变和塑性形变的原子构型特征，以及碰撞过程的能量转化.碰撞后单晶硅表面形成半球形的小坑，小坑周围的基体原子呈非晶态.碰撞过程中与颗粒相邻的基体原子立即非晶化，在非晶层外面基体以可恢复的(111)［110］滑移结构存储弹性形变能.在射入过程，基体发生压缩弹性形变；颗粒反弹时基体势能振荡下降,交替形成压缩形变构型和拉伸形变构型.射入过程中存贮的压缩弹性形变能的释放为颗粒提供了反弹、飞离的能量. 关键词： 碰撞 纳米粒子 单晶硅表面 分子动力学模拟     

CoFe2O4纳米粒子的共振散射光谱研究

液相纳米粒子CoFe2O4在400，470，510，800和940nm产生五个共振散射峰。它是一种非线性光散射介质。当激发波长为330nm时，CoFe2O4纳米粒子分别在于330，660和990nm产生一个共振散射峰、一个1/2频散射峰和一个1/3分频散射峰；当激发波长为800nm时，在800nm产生一个共振散射峰，而在400nm产生一个较该共振散射峰更强的2倍频散射峰。分频散射和倍频散射与共振散射有相似的散射行为。根据建立的灰白粒子体系共振散射光谱原理定性解析了CoFe2O4纳米粒子体系的共振散射光谱。     

基于粒子群算法的Pt-Pd合金纳米粒子的稳定结构研究

Pt-Pd合金纳米粒子相对于Pt及Pd单晶纳米粒子均具有更好的催化活性和选择性, 研究它的稳定结构对进一步了解催化性能具有重要意义. 本文采用粒子群算法和量子修正Sutton-Chen多体势对不同尺寸、 不同组成比例的二十四面体Pt-Pd合金纳米粒子的结构稳定性进行研究. 结果表明: Pt-Pd合金纳米粒子中Pt原子趋向于分布在纳米粒子内层, 而Pd原子趋向于分布在纳米粒子外层, 且Pt, Pd原子的分布越对称有序, 其能量越低, 结构越稳定; 随着Pt原子比例的增加, 三种不同尺寸的合金纳米粒子的Warren-Cowley化学短程有序值都逐渐升高, 即纳米粒子更趋向于偏聚分布状态; 在相同比例下, 小尺寸纳米粒子的偏聚程度比大尺 寸纳米粒子的大. 关键词： 合金纳米粒子 粒子群算法 稳态结构     

种子法制备三角形银纳米粒子及其性能表征

 以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为软模板剂，采用种子法制备出三角形银纳米粒子，应用透射电镜、能量散射X射线谱仪、紫外 可见分光光度计研究了粒子的性能。结果表明：所得三角形银纳米粒子是面心立方单晶，边长随着种子加入量的减少而递增，可在20～100 nm范围内调节；CTAB以薄膜形式包覆于粒子表面阻止其氧化，粒子胶体的吸收光谱呈现典型的三角形粒子吸收峰。用扫描电镜观测到粒子在硅片上自组装成一定的2维阵列结构。     

纳米粒子在亚浓高分子溶液中的扩散: 多粒子碰撞动力学

The diffusion of nanoparticles immersed in semidilute polymer solutions is investigated by a hybrid mesoscopic multiparticle collision dynamics method. Effects of polymer concentration and hydrodynamic interactions among polymer monomers are focused. Extensive simulations show that the dependence of diffusion coefficient D on the polymer concentration c agrees with Phillies equation D-exp (-αc^δ) with a scaling exponent δ≈0.97 which coincides with the experimental one in literature. For increasing nanoparticle size, the scaling prefactor α increases monotonically while the scaling exponent always keeps fixed. Moreover, we also study the diffusion of nanoparticle without hydrodynamic interactions and find that mobility of the nanoparticle slows down, and the scaling exponent is obviously different from the one in experiments, implying that hydrodynamic interactions play a crucial role in the diffusion of a nanoparticle in semidilute polymer solutions.     

铂纳米粒子热稳定性的原子级模拟研究

本文采用分子动力学结合嵌入原子多体势,模拟了铂纳米粒子在升温过程中的热稳定性和熔化机制,并利用共近邻分析方法分析了它的微结构演化过程。模拟的结果表明：铂纳米粒子的熔点明显低于体材料的熔点;由于表面层原子的结合力较弱,在升温过程中表面会首先出现预熔;纳米粒子的熔化是从表面层开始的,并随着温度的升高,熔化的表面层会逐渐向内部扩展,最终导致纳米粒子整体转变为液态结构;当温度低于表面预熔温度时,纳米粒子保持良好的晶态结构。     

立方铂纳米粒子的形状变化与熔化特性的分子动力学研究

采用分子动力学方法结合嵌入原子多体势,对立方铂纳米粒子的热稳定性进行了模拟研究.计算结果表明,立方纳米粒子在升温过程中首先转变为由{111}和{100}面所构成的十四面体,然后再转变为球形,最后熔化为液态.通过计算立方铂钠米粒子的统计半径,发现形状转变温度在1250 K左右.尽管形状不同,立方纳米粒子和球形纳米粒子的熔点是相同的. 关键词： 纳米粒子 热稳定性 分子动力学     

铜纳米粒子的水热法制备及其结构表征

采用水热法制备了不同形貌和结构的铜纳米粒子,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)以及紫外-可见光学吸收谱对其形貌、结构和光学性质进行了表征。考察了反应物配比以及反应温度和时间对产物形貌的影响。