纤锌矿结构ZnO(0001)-Zn和(000-1)-O极性表面稳定几何及电子结构性质

采用超高真空分子束外延和扫描隧道显微(STM)技术,对纤锌矿结构ZnO单晶(0001)-Zn和(000-1)-O极性表面进行了STM形貌扫描和扫描隧道谱(STS)测量.STM表征结果显示,(0001)-Zn极性表面形成了以单层高度交替出现的直线型和锯齿型台面的大表面纳米稳定结构,还通过形成(3×3)再构表面来稳定其表面.而(000-1)-O极性表面则形成了双层高度台面的表面稳定结构.STS测量结果表明,(0001)-Zn极性表面内部偶极矩方向指向表面,而(000-1)-O极性表面内部偶极矩方向指向材料内部,导致两种极性表面能带的弯曲方向不同,最终引起两者导带底EC和价带顶EV能量位置的偏移.(0001)-Zn和(000-1)-O极性表面I-V和dI-dV曲线的偏移体现了两种表面的不同极性和电子结构性质.     

紫外辐照纳米尺度TiO2薄膜亲水性转变的机理

用喇曼散射光谱、扫描隧道显微学（STM）和接触角等分析方法研究了纳米尺度TiO2薄膜经365nm波长紫外辐照后的疏水－亲水转变机理。实验中观察到氧空位和OH基团的喇曼峰。用STM进行薄膜结构分析，观察到TiO2表面金红石相到锐钛矿相的结构转变。研究结果表明，纳米尺度TiO2薄膜的光致亲水性强烈地依赖于其独特的表面微结构的变化。     

用STM在石墨晶体表面进行纳米级加工

中国科学院化学研究所扫描隧道显微学研究室用自己研制的扫描隧道显微镜(STM)在石墨晶体表面进行纳米级加工,由计算机控制刻写出线条宽约10纳米的字符和图案,并用STM获得加工后的图像。     

半金属 Bi（111）表面上的单分子磁体 Fe4

单分子磁体具有独特的磁学性质,如磁化强度的量子隧穿和量子相干振荡.该实验利用了STM针尖沉积方法,把单分子磁体Fe4沉积到比较惰性的半金属Bi(111)表面,并利用低温扫描隧道显微镜(LT-STM)观察了分子的形貌,发现分子的结构完整;还利用扫描隧道谱(STS)技术测量了分子的态密度分布和HOMO-LUMO能隙,为单分子磁体Fe4的应用提供了一定的参考意义.     

STM用于超精机械加工表面微观形貌检测与分析的研究

通过自行研制扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope，以下简称STM)检测了超精机械加工试件表面微观形貌，生成三维立体形貌图，对微观形貌图进行分析，了解相关的加工机理及微观表面形貌缺陷发生的原因，为提高超精加工表面质量及优化加工工艺过程提供了一些参考依据。     

功率谱估计在扫描隧道显微术中的应用

扫描隧道显微镜(简称STM)所采集到的隧道电流信号,不仅包含着表征样品的表面形貌和分子结构的有效信号,而且还隐含着整个扫描隧道显微系统的动态特性.针对STM采集的信号,运用短时傅立叶变换对其波形数据进行功率谱密度估计,对信号在频率域中的特征向量加以提取.结果表明:基于谱空间的特征向量,准确地分辨出了工频在信号中的干扰,也能有效地解释和分析STM系统的动态特性,进而认为存在一小阻尼系统对信号施以影响;此外,分析的结果可以为STM扫描过程的控制,诊断以及扫描图像的重建和解释提供有力的理论指导.     

利用STM测量银纳米线的电输运性能

随着微电子器件的小型化,金属纳米线的电输运性能成为大家研究的目标,而如何获得一种简单快捷的测量方式又一直是研究人员关注的焦点问题.本文尝试通过利用扫描隧道显微镜(STM)的工作原理和结构特点,研究沉积在多孔氧化铝模板孔洞里银纳米线的电输运行为,获得几根银纳米线电压与电流(I-V)之间的变化曲线,并根据银纳米线形貌和结构的表征结果分析电子传输的机理.     

扫描隧道显微术研究及其应用

介绍了扫描隧道显微术（Scanning Tunneling Microscopy,STM）的工作原理及特点,并阐述了STM在表面结构的观测、表面化学反应、表面微细加工、单原子操作、电双稳材料等领域的应用.     

40Cr钢表面纳米层形成机理的研究

通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜分析研究了高能表面处理后40 Cr钢表面纳米层的组织结构，探讨了表面纳米层的形成机理．利用纳米压痕仪测定了表面纳米层的硬度．结果表明，采用高能表面处理技术在40 Cr钢表面制备出平均晶粒尺寸约为11nm的表面纳米层．纳米层的形成过程中，粒状渗碳体易于产生应力集中，在集中应力的作用下通过破裂碎化形成纳米晶；铁素体通过位错产生、缠结等，细化为小尺寸晶粒．表面纳米层的硬度明显提高．     

表面活性剂对氧化锌微纳米晶形貌及光致发光性能的影响

以硝酸锌、氢氧化钠为原料,采用水热法制备出氧化锌微纳米晶,并研究了表面活性剂对氧化锌微纳米晶形貌的影响,探讨了不同形貌氧化锌微纳米晶的生长机理。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及光致发光谱（PL）等测试手段对产物的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明,借助表面活性剂CTAB、SDBS、PVPK90可分别制得片状、棒状和花状纤锌矿型氧化锌微纳米晶,3种形貌的氧化锌微纳米晶均具有光致发光特性,尤其片状ZnO微纳米晶的光致发光峰最强。     

人工合成金刚石的体扩散机制

本文研究了在合金触媒参与下石墨转变为金刚石的机理。认为在超高压高温条件下,石墨以碳原子集团的形式扩散到溶剂合金中,形成似胶体溶液的扩散区。在合金触媒的催化作用下,正离子化的碳原子集团相变成金刚石结晶基元。结晶基元达到过饱和时,经体扩散在合金与石墨的界面上形核生长,沿金刚石[111]和[100]方向长大,长成立方-八面体。     

低聚丙烯酸钠用于纳米氧化锌表面改性的研究

利用低聚丙烯酸钠对纳米氧化锌进行表面改性，通过对6种不同的分散剂分散效果的比较，研究了低聚丙烯酸钠改性纳米氧化锌水分散性体系的稳定性；并利用透射电镜技术观察了水分散体系的形貌。结果表明，低聚丙烯酸钠表面改性纳米氧化锌水分散性体系的稳定性比其它分散剂分散效果好的多，其水分散性体系的形貌为单包敷结构的珠链状纳米粒子；同时认为低聚丙烯酸钠改性纳米氧化锌水分散性体系稳定性的主要因素有3个方面，即纳米胶粒间的排斥力、低的表面张力、高的空间位阻，并提出了相关模型。     

Theoretical Analysis of Nano Displacement of Nanometer Precision Actuator and Its Application

The kind of micro-/nano-meter precision actuator in cludes a piezoelectric one, an electric deformation one, a magnetic deformation one, a mechanical one, and a mechanical and electrical one. This paper puts forw ard a mechanical and electrical step actuator of nanometer precision, which cons ists of a step motor of large fine-dividing number of step angle, shaft couplin gs, a decelerator of large decelerating ratio, a screw mechanism and a pole of U shape, and has the minimum step displacement of 10...     

直流电弧等离体喷射CVD金刚石生长面的浸润性研究

为了开展CVD金刚石生长面的浸润性研究,采用直流电弧等离体喷射技术,制备了纳米金刚石自支撑膜、微米金刚石自支撑膜以及毫米单晶金刚石.结果发现：对于相同的金刚石生长表面,接触角按甘油、饱和葡萄糖水溶液、饱和NaCl水溶液和蒸馏水的顺序逐渐增大,表明所制备金刚石的表面对各液体的浸润性逐渐变差;而对于同种滴液,接触角在不同的金刚石表面表现出不同的大小,说明不同的CVD金刚石对于同种液体具有不同的浸润性.而表面能的计算结果表明纳米金刚石自支撑膜生长面的表面能最高,其次是微米自支撑金刚石膜,而单晶金刚石的表面能最小.     

Study on the HPHT synthetic diamond crystal from Fe-C（H） system and its significance

Investigations of crystal habit, micro-topographic imaging, micro-composition and micro-structural analysis of HPHT synthetic diamonds from the Fe-C（H） system indicate that most of them have an octahedral habit. The crystals grow mainly layer-to-layer from center to periphery. HPHT synthetic diamond is smaller in size than natural diamond because it only goes through nucleation and growth in the early stage. In the middle and late stages, due to the coalescence of diamond grains related to differences of surface energy, the growth of HPHT synthetic diamond is limited. The active energy （E） of transforming single nitrogen into a nitrogen-pair is lowered and the time of transforming single nitrogen into a nitrOgen-pair is shortened because of the existence of hydrogen. Therefore, aggregate nitrogen （A-centers） may exist in synthetic diamond from HPHT and explosive detonation processes. It needs further discussion on a worldwide view that the time of natural diamond formation extracted from nitrogen aggregation is some hundred million years. Consideration of the way in which surface energy influences the growth of diamond can help to understand some of the remaining issues （e.g. growth mechanism, etc.） in the HPHT synthetic process and effectively explain the formation of natural diamond in terms of HPHT thermodynamic theory. Especially, it is important to pay more attention to the influence of hydrogen on surface energy in that hydrogen may be a ＂bridge＂ for explaining the formation of HPHT synthetic and natural diamond.     

非简谐振动对纳米铁磁粒子表面能的影响

在考虑到原子作非简谐振动的情况下,先求出在均匀外磁场中单轴铁磁粒子原子振动的简谐系数、非简谐系数和粒子的自由能.再以球状纳米铁磁粒子作计算,以探讨粒子表面能随温度和粒径变化的规律以及原子非简谐振动对粒子表面能的影响.结果表明:铁磁纳米微粒的表面能随温度的升高和粒径的减小而减小,作者认为纳米微粒的小尺寸效应以及由此产生的晶格振动的非简谐效应和晶格振动软化,对纳米铁磁粒子的表面能有重要影响.     

铁磁性金属Co的合成及形貌控制

通过简单的水热法成功合成了不同维度、不同形貌的金属Co单质,如六角片状、柱状、杨桃状等结构。前驱体混合溶液中乙二胺的剂量可以调节反应体系pH值的反应速度。-NH2可以选择性的吸附在不同的晶面上以改变其晶面的生长速率,合成出不同维度的单质Co磁性纳米材料。在溶液中加入了不同量的十二烷基磺酸钠表面活性剂,改变不同晶面的表面能,在一定程度上改变晶体的生长方式,最终合成出了不同形貌的单质Co颗粒。通过对不同形貌的颗粒进行磁学参数的检测,可知室温下二维片状Co的饱和磁化强度远小于柱状,而矫顽力有较大的提高,同时,表面粗糙的样品具有较大饱和磁化强度和较小矫顽力。     

用金刚石膜的X射线衍射谱估算其热导率

讨论直流电弧等离子体喷射化学气相沉积的金刚石膜其热导率和晶面取向间的关系,并介绍了利用Ｘ射线衍射图谱估算以（１１１）取向为主的三向系金刚石膜热导率的方法     

活化溅射法在NiTi合金上制备TiO2生物薄膜

采用活化溅射方法,在不同溅射电压条件下,在NiTi形状记忆合金表面成功制备出了纳米TiO2生物薄膜.采用台阶轮廓仪和拉曼光谱仪研究溅射电压对薄膜厚度和晶体结构的影响,并对NiTi合金覆膜前后在37℃模拟人体体液中的耐腐蚀性能进行了评价.结果表明,在本实验条件下薄膜为锐钛矿结构,薄膜表面均匀,其主要成分为纳米尺寸的TiO2;TiO2薄膜明显改善了NiTi合金在37℃模拟人体体液中的耐腐蚀性能.     

纳米硬质合金粉的桥接团粒对粉末成形影响

采用汞压仪和AMT-2400孔径分析仪,研究纳米硬质合金粉末"桥接"团粒对粉末及其压坯中孔隙体积分布曲线的影响.用沉降分离、高能剪切粉碎、(BET)比表面分析和扫描电镜观察等手段研究了桥接团粒在分离和破碎过程中,相对松装密度和比表面积的变化及高能破碎对粉末成形致密化的影响.结果表明"桥接"团粒会造成不同的孔隙体积分布高峰,高能破碎使粉末的相对松装密度成倍增加,并可使压坯的密度大幅度增加.