纳米电子器件及其集成

对基于Top-Down加工技术的纳米电子器件如:单电子器件、共振器件、分子电子器件等的研究现状、面临的主要挑战等进行了讨论.采用CMOS兼容的工艺成功地研制出单电子器件,观察到明显的库仑阻塞效应;在半绝缘GaAs衬底上制作了AlAs/GaAs/In0.1 Ga0.9As/GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管,采用环型集电极和薄势垒结构研制的共振隧穿器件,在室温下测得其峰谷电流比高达13.98,峰电流密度大于89kA/cm2;概述了交叉阵列的分子存储器的研究进展.     

在云母晶面上应用“自下而上”和“自上而下”两种途径制造胶原蛋白纳米线阵列

以云母晶体的(001)晶面为基质,以天然Ⅰ型鼠尾胶原蛋白单体溶液为原料,分别考察了蛋白单体受基质规导进行"自下而上"的自组装过程,以及原子力显微镜探针对吸附在基质表面的蛋白膜层进行"自上而下"加工过程:(1)两种制备途径均能加工出结构精确可控的胶原蛋白纳米线阵列;(2)"自下而上"制备途径利用了蛋白单体和基质晶体在界面上互相识别并规范的"反相生物矿化"原理;(3)"自上而下"的加工利用了原子力显微镜接触模式下探针的"分子扫帚"机理。     

石墨烯化聚合物的合成和应用

石墨烯是由纯粹的sp2碳组成的二维蜂窝状结构,具有良好的导电导热性;聚合物是由某些小分子结构单元组成的链状或网状大分子,包含大量氢,氧,氮等杂原子或大量功能基团.由于石墨烯具有超大比表面积和优异的电学性能,国内外学者投入了大量精力开发基于石墨烯的高性能储能器件,包括锂离子电池和超级电容器.同时,由于微孔聚合物具有高度可控的结构和超大比表面积,这种新型的聚合物可望广泛应用于气体存储、催化及传感领域.近年来,结构介于石墨烯和聚合物之间的一系列过渡型材料受到广泛关注,迅速成为能源等领域特别是储存领域的研究热点.这类材料同时具有石墨烯单元结构和聚合物片段及功能.但与传统的石墨烯/聚合物复合材料比较,这类材料中的石墨烯结构是由聚合物前驱体及聚合物本身在较高的温度下经过脱氢、重构、稠环化等苯环化学的成键反应逐渐长大而形成的;或者通过石墨烯的化学打孔、化学功能化、化学片段化逐渐形成的石墨烯与聚合物共存的独特结构.这些形成的石墨烯单元被有机链或片段相互连接,形成各式各样的带有化学功能的多孔结构与网络结构,这种独特的结构同时拥的良好的电子传输通道和离子传输通道,是二者的有机结合体,在能源储存等领域表现出极大的应用潜力.本文将这种具有独特结构的石墨烯片段与聚合物片段共同组成的结合体称之为石墨烯化聚合物(graphenal polymer),名称的准确与否还要聚合物界前辈与同仁一起决定.本文结合本课题组这几年来在这一领域的工作思路以及其他的部分本领域同行报道的一些工作进展,集中讨论石墨烯化聚合物的合成方法及其在储能领域的潜在应用.     

硅贯通电极带来芯片结构革命——实现贯通芯片的传输路径

可自上而下贯穿整个芯片的硅贯通电极技术将会带来半导体芯片几十年一次的结构革命（见图1）。将布满了电路的半导体晶圆削薄至100gm以下，使背面几乎通透可见，然后在芯片上任意开几个贯通孔，通过电镀的方式形成电极。也有一些半导体厂家采用先形成贯通电极，然后再将晶圆削薄的方法。由于该电极是使用半导体的微加工技术所形成的，因此电极直径非常小，仅有几μm～几十μm。如果在整个芯片上均打上孔，则可以形成数千甚至数万个贯通电极。     

大面积规则排布的AlN纳米柱阵列制备

采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)方法在2英寸(1英寸=2.54 cm)c面蓝宝石衬底上异质外延厚度1μm、具有原子级平整表面的高质量氮化铝(AlN)外延层.并在此高质量AlN薄膜的基础上开发了基于纳米压印光刻技术、干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的工艺,通过自上而下的方法制备得到了大面积范围内规则排列的AlN纳米柱阵列,纳米柱的高度和直径分别为1μm和535 nm.研究结果表明,高晶体质量的AlN材料以及基于AZ400K溶液的湿法腐蚀工艺是制备无腐蚀坑且侧壁光滑的垂直AlN纳米柱阵列的关键.AlN纳米柱阵列的制备为深紫外纳米柱发光器件的研究奠定了基础.     

基于CTI技术的调度系统设计与实现

随着电信技术的不断发展,融合了通信和电信技术的CTI技术已经成为目前提供各类新型增值业务的一种重要方式,它为电信业带来了广阔的发展空间和收益.文中重点阐述了CTI技术的基本原理以及它在数字调度系统中的应用,通过分析数字调度系统的各个组成部分以及数字调度系统软件如何实现各坐席间的通信和调度.文中通过采用自上而下的三层体系结构提出了一种可以通过操作平台方便进行信息的交互的数字调度系统的软件设计思想.     

微纳加工技术在微纳电子器件领域的应用

微纳加工技术推动着集成电路不断缩小器件尺寸和提高集成度，光学光刻技术依然是目前的主流微纳加工技术，同时有多种替代技术如电子束直写、极紫外光刻和投影电子束技术，文章介绍了自上而下的微纳加工技术的进展及其在微纳器件研制的重要作用。     

九宫格中的数学问题

在我们高二期中数学试卷中有这样一道填空题:将1～9这9个不同的数字分别填入右图中的方格中,要求每行从左至右数字从小到大排,每列自上而下数字也从小到大排,并且5排在正中的方格,则不同的填法的种数为____.老师在分析试卷时,提到答对的同学寥寥无几,我也在答错之列.经过重新     

“自上而下”方法制备少层石墨用作高容量铝离子电池正极

采用"自上而下"方法制备了具有少片层、小尺寸特征且晶型结构完美的石墨材料,通过增加离子嵌入位点的方式,突破传统石墨作为正极材料的固有容量限制,提升铝离子电池的电化学储能性能。扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试结果表明,该方法可以在不破坏石墨材料本身结构的前提下,有效实现对石墨片层的剥离,并且可以通过调节球磨时间的方式实现对石墨片层厚度和尺寸的调控。电化学测试结果表明,在3C的大电流密度下,以剥离的石墨材料为正极的铝离子电池放电容量可以达到93 mAh·g-1,在10C的高倍率下,放电容量仍保持在68 mAh·g-1,并显示出优异的循环性能。另外,该方法制备工艺简单、成本低廉,为促进高容量、长寿命铝离子电池的商业化应用打下了良好的基础。