一步溶剂热法制备氟化钴复合电极的电化学性能

氟化钴具有良好的库伦效率、理论比容量、循环稳定性以及容量保持能力,表现出较好的电化学性能,在化学储能领域引起了研究人员的关注。以六水氯化钴为钴源、氟化铵为氟源,采用一步溶剂热法在活性碳布表面负载氟化钴晶体纳米片阵列,用TEM、SEM和XRD考察了氟化钴的微观形貌结构和物相组成,利用电化学工作站得到了氟化钴的电化学循环稳定、比电容等性能。结果表明:该纳米片厚10~30 nm,垂直生长在碳布纤维表面呈交错网络状分布;在1 m A/cm^(2)的电流密度下,复合电极的比电容为826.6 F/g,循环充放电1000次后,比容量保持率为93.7%。本研究为氟化物基复合材料的短路径合成提供了一种可行方案,在碳布表面阵列式生长氟化物晶体,构筑全电化学活性的无粘结剂型复合电极,为优化氟化物的电化学性能提供了一种新的研究思路。

微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP原理及微流控ICP芯片进行了简要介绍,梳理总结了ICP芯片的制备技术和方法,其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP芯片的结构进行分析,进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP芯片进行了总结和讨论,列举了ICP芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而,讨论了优化ICP芯片的富集效能途径,可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段,实现对靶标物的富集效能优化。最后,针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述,指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战,需要提高富集效率和选择性,解决流体控制、混合及传输问题。可以看到,微流控ICP芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势,在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。

芯片研制用微纳米尺度温度测量方法及其展望

微纳米尺度温度测量,提供微小尺度区域的高精度温度信息。然而现有的测温技术无法满足芯片性能日益提升的需求,例如以热电偶等为代表的接触式测温具有较高的测量精度,但其响应速率慢难以实现宽场热成像;以红外辐射等为代表的非接触式测温可实现芯片表面的快速热场测量,但测温精度较低、空间分辨率受到波长的限制。因此传统测温方法难以同时满足高精度、微纳米尺度的快速温度测量,亟需寻求新的测温技术。随着量子精密测温技术的发展,基于固态量子自旋效应的金刚石带负电的氮-空位(negatively charged nitrogen-vacancy,NV-)色心测温技术有望解决上述问题,突破现有微纳米尺度测温在芯片研制方面的应用瓶颈。鉴于此,首先综述对比了现有芯片用测温技术的特点和发展现状,而后调研分析了金刚石NV色心测温计量特性及小型化、集成化技术发展趋势,并展望了金刚石NV色心测温在芯片研制领域的技术优势和应用前景,提出其发展面临的挑战。

纳米银无压封装互连技术

纳米银无压烧结技术作为一种新型封装互连技术,凭借烧结银层的优异性能,逐步在第三代半导体器件的封装互连领域应用和推广。目前,无压烧结银技术只适用于芯片级别小面积互连领域,在基板级别大面积互连领域存在若干瓶颈,有待深入研究。文章详细介绍了现有的小面积无压烧结纳米银互连工艺以及可靠性,在此基础上,针对大面积无压烧结银工艺所面临的瓶颈,引入一种双层印刷焊膏(双印法)的低温无压烧结工艺。采用超声扫描成像技术对烧结质量进行表征,获得双印法中使用的两层银焊膏的成分优化配比并对其烧结机理进行分析,为纳米银基板级大面积无压烧结互连提供一种可行方案。最后,展望了基板级别大面积无压烧结银工艺的发展趋势和应用前景。

基于金刚石/钼铜载体的高功率密度芯片散热方案

为满足高功率射频微系统的散热需求,提出了一种纳米银胶粘结高导热金刚石载体的高功率密度芯片的散热方案。通过实验对比研究了4种方案(纳米银胶粘结芯片和金刚石载体、金锡焊料烧结芯片和金刚石载体、纳米银胶粘结芯片和钼铜载体及金锡焊料烧结芯片和钼铜载体)芯片的结温和热阻。依据实验方案建立高精度温度场散热仿真模型,探究了载体厚度及载体面积对芯片结温的影响。结果表明,采用纳米银胶粘结芯片和金刚石载体的方案时,热阻明显小于其他封装形式,散热效果最好。增大金刚石载体面积和厚度可以增强散热效果,金刚石载体厚度为0.3~0.4 mm、载体面积为芯片面积的3倍时,实用性和散热效果最佳。减薄钼铜载体对散热有利,钼铜载体面积对散热影响不大。

高原地区用高弹改性沥青碎石封层性能研究

为解决高原地区沥青路表功能性快速衰退问题,以掺入纳米二氧化钛(TiO_(2))的高弹改性沥青为基础设计了一种碎石封层(MHEA碎石封层),并结合室内试验对MHEA碎石封层的路用性能进行评价。结果表明,纳米TiO_(2)可有效减缓紫外线老化后高弹改性沥青针入度和拉升强度的衰减,进而提升沥青的抗紫外线老化性能。同时,MHEA碎石封层表现出优良的抗滑性能、密水性能、碎石-沥青间低温黏结性能和抗紫外线老化性能,在高原地区具有一定的应用和推广价值。

纳米加工和材料去除机理研究

针对钠米技术、微型机械在未来工程应用中对纳米级加工的要求,提出将扫描探针显微镜的技术和原理应用于纳米机械加工过程,实现纳米量级加工的可控性和加工结果的可观察性。给出了采用该方法进行纳米切削加工的试验结果,表明这一方法具有稳定、可靠的微加工性能。观察结果显示了材料去除加工的微观过程,被去除材料在刃前发生剪切变形前,与之约成90°的前刀面方向上切屑已充分变形。

纳米磨削磨屑形成分子动力学仿真研究

采用分子动力学方法模拟了金刚石磨粒对单晶铜工件的纳米磨削过程。基于模拟结果分析了工件在磨削过程中应力及温度的变化,并据此建立了纳米磨削工作模型,研究了纳米磨削过程中磨屑的形成机理。模拟结果发现,磨粒在较大的压力作用下,磨削后工件表层有一定深度的形变产生,并存在{1 1 1}晶面滑移形变。

应用SPM技术开展纳米切削加工

纳米科技发展和应用的一个重要问题是 ,解决纳米尺度上的操作、加工和控制。本文针对目前传统机械加工方法在纳米量级加工能力上存在的不足 ,以及利用SPM探针针尖进行纳米加工在工程应用中所面临的技术问题 ,提出应用SPM原理和技术 ,直接使用金刚石刃具进行材料的纳米量级去除加工方法。文中应用该方法对石墨以及金属材料进行了微去除加工实验 ,研究和考察了纳米切削加工时 ,切屑形成和良好加工表面的形成。结果显示 ,这是一种好的纳米加工方法 ,既可作为材料加工过程的研究手段 。

基于双纳米金探针杂交法检测HBV DNA

利用双纳米金探针结合基因芯片平台建立了一种检测乙肝病毒基因(HBV DNA)的新方法.根据HBVDNA的保守序列设计捕获探针和信号报告探针,通过一对互补的纳米金检测探针的双杂交法对HBV DNA进行信号放大,最后进行银染,达到对HBV DNA的可视化检测.该方法的灵敏度高,可检测10 fmol/L的HBV DNA,且能在1.5 h内完成检测.其具有的快速、高灵敏度及低成本等优势使其有望发展成为一种检测HBV DNA的新方法.

纳米材料在汽车涂料中的应用进展

详细介绍了纳米材料在汽车涂料的抗石击、耐磨、随角异同色、隔热、抗菌除臭等方面优异的表现,对其作用机理做了详细的阐述。同时,重点介绍了国内外纳米汽车涂料研发的最新进展。

胶原基纳米骨加自体骨修复颌骨缺损的研究

目的观察胶原基纳米骨(nHAC)加自体骨修复颌骨缺损的临床效果。方法选择颌骨缺损需植骨者,随机分为3组,分别填入nHAC加自体骨(63例),骨诱导活性材料(OAM)(44例)以及单纯nHAC(57例)3组不同植骨材料。术后1、2、3、4、6、8、12个月复诊,对病损部位进行临床及X线检查,观察新骨形成情况。结果nHAC加自体骨、OAM、nHAC充填修复颌骨缺损之间疗效无显著差异(P>0.05),X线显示nHAC加自体骨、OAM成骨速度早于单纯nHAC。结论nHAC加自体骨修复颌骨缺损是一种可行的方法,可以提高骨缺损修复的效果。

纳米材料在汽车涂料中的应用研究进展

详细介绍了纳米材料在汽车涂料的抗石击、耐磨、随角异同色、隔热、抗菌除臭等方面的优异表现,对其作用机理进行了详细的阐述,同时,重点介绍了国内外纳米汽车涂料研发的最新进展。

芯片冷却技术中的微/纳米材料与结构的研究进展

分析和讨论了芯片冷却技术中应用到的微/纳米材料和结构方面的进展,并对其应用前景作了一定展望。这些内容对于发展新的芯片冷却技术及相关高热流密度器件的冷却应用具有重要的参考价值。

利用AFM机械刻划的切屑形成试验

切屑的形成和对切屑产生影响的因素是机械加工中的一项重要研究内容。基于原子力显微镜AFM的机械刻划加工方法,对超精密加工中切屑的形成、形貌的影响因素的研究具有重要意义。通过阐述原子力显微镜的工作原理及针尖刻划过程,应用纳米压痕理论对基于AFM的机械刻划加工机理、切屑形成过程进行分析。随后通过变化不同参数如进给量、刻划速度、垂直载荷和不同进给方向等进行刻划试验,通过扫描电镜对刻划后试件形成切屑进行观察。通过实验结果,分析各种参数对切屑的形成、形貌的影响和变化规律。

手性功能化纳米材料涂层的毛细管/芯片电色谱手性拆分研究进展

目的阐述近年来基于手性功能化纳米材料涂层的毛细管/芯片电色谱手性拆分相关研究进展。方法归纳国内外最新的文献报道,对相关手性功能化纳米材料的理化性质及基于手性功能化纳米材料涂层的毛细管/芯片电色谱手性拆分研究进行综述。结果将手性功能化纳米材料涂层用于毛细管/芯片电色谱手性拆分中可以显著提高对映体的分离效果。结论手性功能化纳米材料涂层在毛细管/芯片电色谱手性分离领域具有良好的发展前景。

21世纪初微电子技术的新生长点及其发展趋势

目前,我们正处在跨越时空的信息网络时代.这场风靡全球的革命将比历史上的任何一次技术革命对社会经济与政治文化带来的冲击都更为巨大,它将从根本上改变人们的社会生产和生活方式.而作为现代高科技代表的微电子科学技术与产业,将对中国乃至全球的经济发展产生不可估量的革命性影响.本文将对由微电子技术与其他技术相交融而产生的若干新生长点及其发展趋势作一简要评述.

低维纳米材料的力学性能测试技术研究进展

低维纳米材料作为纳机电系统(NEMS)中重要的结构层材料,其力学性能与变形失效机理的研究直接影响NEMS的功能实现、可靠性分析与寿命预测。首先,介绍了现有低维纳米材料力学性能测试技术,如纳米压痕法、基于原子力显微镜(AFM)的纳米力学测试法、基于电子显微镜(EM)的原位纳米力学测试法与基于微机电系统(MEMS)技术的片上纳米力学测试法,并讨论了各种测试方法的优缺点与存在的挑战性。然后,详细介绍了低维纳米材料力学测试,特别是片上纳米力学测试中的关键技术,如低维微纳米试样的拾取、操纵与固定技术、片上微驱动技术、片上微位移与微力检测技术。最后,得出基于MEMS技术的片上力学测试方法有望成为低维纳米材料力学测试的发展方向,并指出此方法中存在的问题。

纳米/超细晶切屑形成机理的有限元研究

建立了大负前角和钝圆半径联合作用的大应变切削模型,采用有限元分析软件模拟较低切削速度下刀具前角和钝圆半径对切屑形态、等效应变、应力、应变速率、切削温度和主切削力的影响.结果显示,随着刀具前角的减小和钝圆半径的增加,切削变形区中的等效应变、应力、应变速率、切削温度和主切削力均有一定程度的增加,且刀具前角比钝圆半径影响更为显著;负前角切削时,钝圆半径的作用明显减弱;大负前角低速切削时,切屑在相对低的温度、较高的应变速率和应力下发生大剪切应变,形成具有纳米/超细晶结构和高硬度的切屑材料.

一种基于微\纳米加工技术的新型太赫兹片上螺旋天线

给出了一种基于微\纳米加工技术的3D片上天线结构,天线工作频率为1.5 THz。该天线结构包含圆柱形金属螺旋和衬底上的微带馈线2个部分。所提出的天线结构可以在单片晶圆上利用微\纳米加工技术实现,且方便与系统其他部分的电路集成于同一芯片内部。天线在1.4 THz～1.6 THz频段内具有很高的增益(11 dBi)和很宽的工作带宽(200 GHz),非常适合应用于太赫兹通信系统。