金属和半导体纳米微粒薄膜的制备

由于金属、半导体纳米微粒在光物理、光化学、光催化等方面具有突出的性能 ,因此如何将金属、半导体纳米微粒通过某些方式构建成某些薄膜材料 ,对实现纳米微粒在分子器件和光电器件方面的应用具有重要的意义 .本文以制备方法为主线 ,介绍了几种构建金属、半导体纳米微粒薄膜的基本方法 。

过程工程所等金属-半导体复合物核壳纳米结构研究获进展

金属-半导体复合物的“等离子体协同效应”，使其在光催化，光电器件以及激光等领域都具有广泛的应用前景。因此，如何精确地控制合成金属一半导体复合物纳米结构，已然成了研究热点。

金属-半导体转变的研究现状及应用前景

20世纪60年代理论预言金属-半导体转变,但在随后的30年间实验研究未获进展,直到20世纪90年代才取得了飞速发展。Ⅳ族金属元素Sn、Pb和Ⅴ族金属元素Sb、Bi的外延膜先后观察到了金属-半导体转变,并提出了"空穴导电"模型,取代以往的"电荷中性"模型。在超细金属微粒的研究上,由于金属能带转变为半导体禁带能隙结构,发现了很多相应的、与块状金属不同的光、电、磁、热、力学和化学特性,有力地推动了学科的发展。

表面等离激元金属-绝缘体-半导体波导激光器研究进展

纳米激光器在光通信、全息技术、生物医疗成像等领域有着广泛的应用前景。表面等离激元(Surface plasmon polariton,SPP)沿着金属表面传播,基于该特性可制成突破衍射极限的低阈值纳米激光器。它们不但具有小尺寸特征,同时还能激发Purcell效应,表现出更高的自发辐射效率。近年来,金属-绝缘体-半导体(MIS)波导结构的SPP激光器因具有超强的模式约束能力被大量报道。本文以基于MIS结构的SPP激光器为主题进行综述。首先,介绍了SPP激光器的工作原理,接着分别介绍了基于MIS波导结构的纳米片型和纳米线型SPP激光器的工作原理。然后,依据增益介质材料的不同,依次介绍了增益介质分别为Ⅱ-Ⅵ半导体、Ⅲ-Ⅴ半导体以及钙钛矿的SPP MIS波导激光器研究进展。最后,总结全文,并对基于MIS波导的SPP激光器未来的发展和挑战进行了展望。

纳米金属微粒M-Al_2O_3介孔复合薄膜的光谱特性

用电化学方法合成了纳米金属微粒M (M =Au ,Ag ,Cu ,Co ,Ni ,CuAg) Al2 O3 介孔复合薄膜 ,并研究了其在近紫外至可见光波范围的光谱特性 .研究结果表明 ,复合薄膜的光吸收峰位置与纳米金属微粒和Al2 O3 介孔薄膜的介电常数有关 ,且随着膜层中纳米金属微粒复合量的增加 ,大幅度向红外波段移动 ;通过共沉积的方法形成的合金微粒复合膜也能使吸收边发生移动 .同时还发现Ag Al2 O3 ,Au Al2 O3 介孔复合薄膜分别在波长为 3 60 ,5 5

晶体-金属“混血”纳米设备可控制量子比特自旋

美国科学家使用其研发的独特的金属－半导体“混血”纳米设备，演示了一种新的光和物质的相互作用，且在仅为几纳米的胶体纳米结构中首次实现了对量子比特自旋进行完全的量子控制，这些新进展朝着制造出量子计算机迈开了更加关键的一步。该研究成果发表在7月1日的《自然》杂志上。

镍-磷-锌盐纳米复合化学镀层抗腐蚀性能的研究

研究了硅钢片上镍 -磷与纳米微粒磷酸锌、锡酸锌、硅酸锌的复合化学镀 ,讨论了纳米微粒用量对镀层抗腐蚀性能的影响 .用扫描电子显微镜 (SEM)观察外貌 ;称重法测定厚度 ;通过加速腐蚀实验、高温氧化实验、抗粘性实验等多种方法测定其耐腐蚀性能 .结果表明 :在最佳施镀条件下纳米微粒用量在 0 .5g/L时可得光亮、致密、耐腐蚀性不仅优于硅钢片 ,甚至优于相近厚度的镍 -磷化学镀层的纳米复合材料镀层 .

无机溶胶凝胶法制取Y_2O_3纳米微粒

以廉价无机盐为原料,采用溶胶凝胶法制备出尺度均匀,一次颗粒尺寸平均为60nm,颗粒呈球形的高纯Y2O3纳米微粒。研究发现适量SO42-离子的添加对生成前驱物溶胶及煅烧得到球形的Y2O3纳米微粒起关键作用。对前驱物在煅烧过程中的物相变化进行了研究,分析了煅烧温度对产物粒度和纯度的影响,结果表明在不使生成物颗粒过分长大的前提下,升高煅烧温度有助于制取高纯和晶化完全的Y2O3微粉。

溶胶-凝胶法合成纳米TiO_2粉体的研究进展

概述了利用溶胶-凝胶法合成纯纳米Ti O2粉体时不同合成条件对制备结果的影响;综述了利用溶胶-凝胶法合成金属及非金属离子掺杂Ti O2粉体、半导体复合纳米Ti O2、贵金属沉积以及固体超强酸化纳米Ti O2的研究现状,并指出不同方法提高光催化活性的机理在于促进电子-空穴的分离或改变能带及表面结构。针对制备纳米Ti O2粉体中存在的问题,指出未来的研究方向应是提高Ti O2催化活性的机理研究、可见光化纳米Ti O2的制备以及工业化生产条件探索等。

单壁碳纳米管中的金属-半导体转变与对称性

报道了最近作者对受压扶手椅形单壁碳纳米管中的金属 -半导体转变机理的理论研究 .这种转变在两种因素的共同作用下得以发生 ,即外加压力造成碳纳米管镜像对称破缺 ,以及被压碳纳米管两侧原子发生成键相互作用 .作者还进一步揭示了发生这种转变的普遍机制 :只要将单壁碳纳米管中两套原来等价的子晶格变得可以区分 (对称性破缺 ) ,在费米能附近就会产生能隙 .

纳米ZnO薄膜的激子光致发光特性

报道了纳米ZnO薄膜激子光致发光(PL)与温度的关系。首先利用低压 金属有机化学气相沉积(LP MOCVD)技术生长ZnS薄膜,然后将ZnS薄膜在氧气中于800℃下热氧化2h获得纳米ZnO薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明,纳米ZnO薄膜具有六角纤锌矿多晶结构且具有择优(002)取向。室温下观察到一束强的紫外(3 26eV)光致发光(PL)和很弱的深能级(DL)发射。根据激子峰的半高宽(FWHM)与温度的关系,确定了激子 纵向光学声子(LO)的耦合强度(ГLO)。

纳米二氧化钒薄膜的制备及其特性研究

采用原子层沉积(ALD)方法,分别以VO(OC3H7)3和H2O2为钒源和氧源,在载玻片基底上沉积钒氧化物薄膜;在还原气氛的管式炉中,对钒氧化物薄膜进行还原退火结晶,进而得到VO2薄膜晶体。通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)及X-射线光电子能谱(XPS)研究所制备的钒氧化物薄膜表面形貌、晶体结构以及组分的变化;利用傅里叶红外光谱(FT-IR)对VO2薄膜的红外透射性进行测试分析。结果表明:ALD所制备的薄膜以非晶态V2O5、VO2和V2O3为主;在通以还原气氛(95%Ar,5%H2)并500℃热处理2h后得到以(011)择优取向的单斜金红石纳米VO2薄膜,VO2晶体薄膜相变前后红外透过率突变量较大。

纳米MOS器件中的超浅结和相关离子掺杂新技术的发展

MOS器件特征尺寸进入纳米领域时如何形成超浅结是一个重要的挑战。文中讨论了纳米 MOS器件对超浅结离子束掺杂技术的特殊要求以及发展超浅结的主要途径 ,介绍了目前超浅结离子掺杂新技术的最新发展 ,并对其前景进行了展望。

基于MoS2/Graphene复合材料的摩擦纳米发电机

制备了一种基于MoS2/Graphene复合纳米材料嵌入式电子接收层的摩擦纳米发电机(TENG),研究了不同电子接收层对TENG输出电压响应、频率响应及负载响应等参数的影响,并探讨了相关增强机制。在5 Hz的工作频率下,相比没有电子接收层的TENG,嵌入电子接收层的TENG的输出电压提升了3~8倍。在最佳外部负载阻抗的情况下,电子接收层为MoS2/Graphene的TENG(TENG-M/G)的最大输出功率是电子接收层为聚酰亚胺膜的TENG(TENG-PI)的23倍。通过分析转移电荷量的差异,探讨了不同电子接收层的TENG输出差异性的原因。为了进一步验证实验结果,制作了掺杂不同PI膜作栅绝缘层的金属-绝缘体-半导体(MIS)器件,通过分析其在1 kHz下的C-V特性曲线,探讨了造成TENG输出差异性的内部机制及MoS2/Graphene复合材料在TENG中的电荷捕获作用。

相对湿度对AFM针尖阳极氧化金属薄膜的影响

AFM针尖诱导氧化加工的金属 (Ti、Al、Nb等 )纳米氧化线是实现金属 半导体纳米器件的基础 ,由大气湿度决定的金属膜表面水吸附层的厚度 ,对控制阳极诱导氧化加工的结果起重要作用。实验研究了大气湿度对Ti氧化线高度、宽度和纵横比的影响 ,结果表明进行氧化加工Ti膜的较好的湿度范围为 30 %～ 5 0 %。

针形颗粒二氧化钛纳米薄膜的制备(英文)

使用醋酸修饰的溶胶-凝胶法制备了一种由针形颗粒构成的二氧化钛纳米薄膜.研究发现,可以通过控制溶胶-凝胶过程的反应条件控制所制备的纳米薄膜的形貌.对这种形貌的形成机理进行了讨论.

Ni纳米晶制备及其在MOS电容中存储特性研究

优化了Ni纳米晶的制备工艺参数,得到了分布均匀,形状为球形,平均尺寸5nm,密度2×1012/cm2的Ni纳米晶。在此基础上,制备了包含Ni纳米晶的MOS电容结构。利用高频电容-电压(C-V)和电导-电压(G-V)测试研究了其电学性能,证明该MOS电容结构的存储效应主要源于金属纳米晶的限制态。电容-时间(C-t)测试曲线呈指数衰减趋势,保留时间600s,具有较好的保留性能。

环形碳纳米管—量子点耦合系统的介观输运(英文)

应用非平衡格林函数方法研究通过环形碳纳米管—量子点耦合系统的介观输运 .相干隧穿与环形碳纳米管和量子点各自的能级结构有强烈的依赖关系 ,阿哈郎诺夫—玻姆效应使能级周期性变化 ,隧穿电流则随磁通量作周期性振荡 .环形碳纳米管的具体纳米结构显示出金属—半导体相变特性 ,这种行为也在输出电流中体现出来 .

基于Au@PPy核壳结构纳米粒子自组装阵列的可程序化负微分电阻效应研究

随着信息技术的快速发展,亟需探索新型器件来满足当前及未来人们的需求1,2。在电子器件中非常重要的物理现象之一—负微分电阻效应,其在逻辑门3、模拟数字转换4、高频率振荡5、记忆存储和快速转换6等领域中具有巨大的应用前景。负微分电阻效应现象经常出现在金属-氧化物-半导体器件或者半导体器件中。

胶体金量子点浮置栅MOS结构的制备及其C-V特性

通过单相相转移法合成了胶体金纳米粒子,利用异种电荷之间的静电相互吸引作用,采用自组装技术制备了二维有序纳米金阵列。在此基础上,制备了在氧化层中内嵌纳米金颗粒的金属-氧化层-半导体（MOS）结构,并研究了其C-V特性。扫描电镜显示金粒子的直径在6~7 nm左右,C-V测量结果显示胶体金量子点浮置栅MOS结构存在3V左右的平带电压偏移。通过这种方法制备的胶体金量子点浮置栅MOS结构可以在非挥发性存储器研究方面展现巨大的应用前景。