碳纳米管电子学的研究与进展

简单回顾了碳纳米管的电学性质以及各种基于碳纳米管的电子器伯,最新发现的碳纳米管的双极型性质也作了简单报道，着重讨论了由碳纳米管构成的逻辑电路，阐明了碳纳米管电子学发展过程将遇到的困难和挑战，了碳纳米管电子学的未来和应用前景。     

超细0.4nm直径单壁碳管的光学特性

由于纳米碳管的优异机械特性及其丰富多采的光学和电学特性，它自1991年被发现以来一直受到科学家的青睐，纳米碳管研究已成为当今世界上发展最迅速，竞争最激烈的科学前沿领域之一。怎样才能把纳米碳管做得更细小，尺寸更均匀以及如何使众多的纳米碳管排列规整，一直是纳米碳管研究中的难题。我们利用多孔的沸石晶体作为载体，首次成功地研制出了尺寸均一，排列规整的超细单壁纳米碳管，这些超细纳米碳管具有独特的性能，低温下（＜20K）甚至呈现出前所未有的一维超导现象。详细介绍了这些超细单壁纳米碳管的制备过程，并着重介绍其在可见光区的光吸收，光发射以及二次谱波的倍频特性。     

纳米电子学研究的新进展及发展前景

微电子器件的下一代是纳米电子器件，它将在未来的信息社会中起重要作用．所以，引起一些发达国家和大公司对纳米电子学的研究的高度重视，它涉及多种微观物理现象和规律．文章介绍了纳米电子学研究内容和领域，评述了一些国家政府支持的情况和纳米电子学研究的新进展，也介绍了我国纳米电子学的研究水平和发展前景．     

纳米结构的制备及单电子器件研究

建立了单电子器件的制备工艺和单电子器件的分析、测量系统,研究了有潜在应用价值的纳米结构加工技术,制备了适合光电集成的多种纳米结构,发展了常规光刻法制备单电子器件的多种技术,其中,在生命科学和信息领域有着广泛应用的“纳米电极对”引起了国内外专家的重视,发展以“纳米电极对”为基础的单电子器件及其应用是我们目前的主要研究方向,目前我们正在探索这种单电子器件在生命芯片、微电子系统集成方面的应用。     

用分子自组装技术制备的单电子器件的Monte Carlo模拟

用分子自组装技术制备出纳米金单电子器件,并测量了其伏安特性,根据单电子系统的半经典理论,用MonteCarlo法对其结果进行了模拟.结果表明,模拟出的伏安曲线与实测的伏安曲线有较好的一致性,反映了模拟方法用于单电子器件研究的合理性,此外发现,虽然单电子器件两电极间含有众多的纳米粒子,但在低压区,其伏安特性只与少数纳米粒子有关 关键词： 单电子器件 MonteCarlo模拟 分子自组装     

用激光测量高热可靠性电子器件的热变形

本文提出了一种测量大功率电子器件热变形的双曙光激光全息干涉法，针对一种可靠性要求很高的电子器件-火箭点火用固态继电器进行实际测试，试验结果表明，固态继电器在大负载功率工作状态时，芯片表面的干涉条纹较多，条纹弯曲程度较大，因此反映了芯片热变形和热应力增大趋势较为明显。     

纳米结构的制备及单电子器件研究

建立了单电子器件的制备工艺和单电子器件的分析、测量系统,研究了有潜在应用价值的纳米结构加工技术,制备了适合光电集成的多种纳米结构,发展了常规光刻法制备单电子器件的多种技术.其中,在生命科学和信息领域有着广泛应用的“纳米电极对”引起了国内外专家的重视.发展以“纳米电极对”为基础的单电子器件及其应用是我们目前的主要研究方向.目前我们正在探索这种单电子器件在生命芯片、微电子系统集成方面的应用.     

用扫描隧道显微术实现室温下的单电子隧穿效应

单电子隧穿效应通常只能在低温下实现。最近，采用扫描隧道显微术在纳米尺度的范围内实现了室温单电子隧穿，清晰地观察到了库仑阻塞现象和库仑阶梯特性。这是单电子隧穿研究中的重大进展，将在简要叙术单电子隧穿物理过程的基础上予以介绍。     

氧化钨纳米线-单壁碳纳米管复合型气敏元件的室温NO2敏感性能与机理

利用溶剂热法合成了一维的氧化钨纳米线, 通过掺入适量单壁碳纳米管(SWNT)制备了基于氧化钨纳米线-SWNT 复合结构的室温气敏元件并评价了其对NO₂气体的室温敏感性能. 利用X射线与扫描电子显微镜表征了材料的微结构, 结果表明, 合成的氧化钨纳米线具有单斜的W₁₈O₄₉结构, 复合材料中SWNT被包埋在氧化钨纳米线中间. 气敏性能测试结果表明, 氧化钨纳米线-SWNT复合结构气敏元件在室温下对NO₂气体表现出了高的灵敏度和超快的响应特性; 较低的SWNT掺入量对获得好的气敏性能有利. 分析了基于复合结构材料气敏元件的可能的气敏机理, 认为元件良好的室温敏感性能与SWNT掺入在复合结构材料中引入大量的贯穿气孔和p-n异质结有关.     

单壁碳纳米管单原子空位缺陷的紧束缚理论研究

文章在紧束缚势模型基础上系统地研究了非手性单壁碳纳米管上单原子空位缺陷结构和电子结构性质.计算表明,单原子空位缺陷会自发地形成5-1DB型缺陷, 且该缺陷的局域结构和形成能强烈地依赖于碳纳米管的尺寸、旋度和电学性质.同时作者发现这类缺陷在费米能级以上约0.2eV处产生局域的电子态.     

自由电子激光的单粒子理论及其应用

本文建立了圆极化摇摆场自由电子激光的单粒子理论,导出了电子未扰轨道及其稳定性判据和自由电子激光单程增益的表达式。单程增益由三项构成,其中第一项即自由电子激光不稳定性的增益与动力学理论得到的指数增益相符。第二项和和三项表明存在一对新的不稳定性——正不稳定性和负不稳定性。该理论没有对电子未扰轨道纵向速度作任何假设,不仅可以更合理地用于常规自由电子激光的研究,而且可以用于短周期摇摆器弱相对论自由电子激光研究。后者由于电子未扰轨道纵向速度比较低,已有的单粒子理论中所作的电子纵向速度约等于光速的假设不再成立。借助数值分析,我们发现:(1)稳定轨道Ⅱ的弱导引场区域也出现了动力学理论描述过的与自由电子激光互作用机理相悖的现象。(2)正不稳定性和负不稳定性在稳定轨道Ⅰ的导引磁场临界值附近可能严重影响自由电子激光的工作。(3)可以使用较弱的短周期摇摆场和较强的导引场产生高频率高增益相干受激辐射。     

高温超导本征结的制备工艺和特性

自从本征Josephson效应发现以来,由于其涉及到高温超导材料和结构、Josephson结动力学、高频应用等多个领域,本征结的研究一直是国际上研究的热点之一.我们采用低能离子刻蚀,实现了每分钟和单结本征结厚度相当的刻蚀速率,由BSCCO单晶成功的实现了含有单个或少数几个结的本征Josephson结的制备,并用四端子方法测量其低温下的I-V,Ic-T特性.通过反复实验研究,提高本征结制备的成功率及可重复性,完善制备工艺,并进一步探讨本征结的特性.     

单层元胞结构金属泡沫的透射特性

本文构建了开孔泡沫铝的简化几何模型,并利用有限积分法模拟了具有单层元胞结构的金属泡沫材料在线性极化平面波垂直入射情况下的透射率。基于菲涅耳-基尔霍夫衍射理论分析了孔隙率、孔径尺寸、材料厚度和骨架结构对金属泡沫材料辐射特性的影响。当尺度参数较大时,金属泡沫材料的固相支架结构满足良导体条件,宏观电磁屏蔽效应显著,金属泡沫材料呈现"非透明"性质。随着入射电磁波波长逐渐接近于孔径尺寸,散射效应越来越显著,金属泡沫材料的"半透明"性质开始显现,不同孔隙率的金属泡沫材料的透射率以相近的规律随波长变化。随着波长的进一步减小,衍射效应对于金属泡沫材料透射特性的影响逐渐占据主导地位,采用菲涅耳-基尔霍夫衍射理论可以较好地描述透射能流在孔隙结构内的分布。当衍射效应占据主导地位时,对于相同孔隙率金属泡沫材料,孔径尺寸对衍射光学行为影响不大,而材料厚度、孔隙率和骨架结构会显著影响金属泡沫材料的透射率。     

Langmuir单探针诊断电子回旋共振等离子体参数分布特性

本文采用Langmuir单静电探针法,分析诊断了电子回旋共振等离子体的参数分布特性,并分析了微波功率、气压对轴向、径向等离子体空间分布的影响。在微波功率400W~650W范围内等离子体具有较高的密度及良好的径向均匀性。     

TPP－AQ的光诱导电子转移

首次合成了肽键桥连的四苯卟啉－蒽醌（ＴＰＰ－ＡＱ）化合物，以此作为研究光合成电子传递的模型化合物，用时间相关单光子荧光技术研究了该化合物在不同溶剂中分子内的电子转移。     

真实测量时单分散光信号幅值分布函数所受的扰动

本文研究单分散微粒散射截面σｓ单位粒子群光信号幅值分布函数的物理作用和影响;指出在实际测量中用信号幅值分布函数表述粒度分布函数的方法在一定的有效范围内可提高测量准确度,但在大范围内两函数 的物理意义上将背离;同时指出这种幅值分布函数可作为光学传感器品质的一个评定参数,可指导光学传感器的调试,有益于传感器品质的提高。     

金刚石镶嵌非晶碳膜表面形貌对场致电子发射的影响

用微波等离子体化学气相沉积设备，在经过不同研磨预处理的金属钼衬底上沉积出了表面形貌有较大差异的金刚石镶嵌非晶碳膜，分别用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、金相显微镜和Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ）以及Ｒａｍａｎ光谱对样品进行了分析测试．研究了各样品的场致电子发射特性，结果发现薄膜表面由大量镶嵌有金刚石小晶粒的非晶碳球组成，在我们的实验范围内，薄膜表面非晶碳球尺寸越小，场致电子发射效果越好     

光学极化度测量仪的研制及弱光Stokes参数的测量

极化电子束在物理学及其相关领域应用十分广泛,要深入研究这些应用必须对电子束的极化度进行精确测量,通常测量电子束极化度的仪器有两种：Mott极化度测量仪和光学极化度测量仪。因光学极化度测量仪与Mott极化度测量仪相比有许多优点而倍受关注。文章首先阐述了光学极化度测量仪的理论基础和实验原理,然后介绍了所研制光学极化度测量仪的设计方案和物理结构,最后给出了用该光学极化度测量仪测量弱光的Stokes参数的结果。     

金属原子团簇与碳原子团簇的电子能谱与吸收光谱

此文从理论上阐明，金属原子团簇与具有π电子的碳原子团簇，其公有化电子不能视为无限自由的，而是肥边界约束的，因而其电子能谱不是连续能带，而具有分裂级的特性。因此，它们的共有化电子可吸收光子由低能级跃迁到高能级而具有吸光的特性。电子能级之间的间距视团簇的大小不同而有差异，调整团簇的大小，可吸收不同波长的光。利用这种特性，可设计所需要的红外与微波吸收材料，此文提出了这方面的新理论和设计原理。