利用AFM电场诱导氧化实现纳米结构

利用导电原子力显微镜（AFM）在硅、其它半导体和金属表面的电场诱导氧化加工是实现纳米器件的有效方法。大气状态下样品表面吸附的水膜在电场诱导氧化加工中的必要性被证实，实验给出了相对湿度与氧化线宽度的关系。在氢钝化表面成功地制备出纳米尺度的线和图形结构，最小的线宽为22nm。     

利用AFM在不同加工参数下实现纳米加工

利用扫描探针显微镜(SPM)进行电场诱导氧化加工的方法可应用于半导体微型器件和纳米电子器件的加工制作，文中研究了原子力显微镜(AFM)电场诱导氧化理论以及一些加工参数(偏置电压和加工速度)对加工结构尺寸的影响，并提出了阈值电压的概念，通过实验得出了偏压越大，加工线尺寸越大的结论，并指出随着加工速度的增大，加工线宽和线高都减小，且加工线高度和加工速度近似呈负对数关系，实验是在H钝化的Si表面上进行的。     

SPM电场加工纳米结构的评价方法

纳米结构形状特征及其相关参数的评价是扫描探针显微镜(SPM)加工面临的一个主要问题．文中对原子力显微镜(AFM)电场诱导硅氧化结构的部分形状特征进行了分析和讨论．借助传统评价方法，结合纳米加工实际，提出了几个评价参数，并用于SPM加工方法的评价中，其中加工线宽是一个关键参数．与加工线宽相关的参数还包括直线度、线平行度、垂直度、倾斜度、加工高度及纵横比等．通过对AFM加工生成的线结构进行评价，说明了该方法的可行性。     

多孔阳极氧化铝六方纳米孔阵列的自组装生长研究

以草酸为电解液,采用两步阳极氧化工艺,自组装生长纳米孔氧化铝膜,在一个微米范围内获得六方纳米孔阵列．采用原子力显微镜观察不同氧化阶段的氧化铝膜表面的形貌变化和相应阻挡层的结构信息,并利用X射线衍射分析氧化铝膜的结构．研究结果表明,通过改变电解液浓度、氧化电压和氧化时间可有效控制孔的形核和生长,氧化铝膜呈非晶态结构．     

电流脉冲阳极氧化过程中氧化电压对氧化铝光子晶体结构的影响

多孔阳极氧化铝(AAO)的微观结构对其自身的性能有重要影响.使用指数型电流脉冲和非对称锯齿状电流脉冲在磷酸电解液中对高纯铝箔进行周期性脉冲阳极氧化,制备了具有锥型和棒槌型孔结构的三维AAO(3D-AAO)薄膜.通过改变非对称锯齿状电流脉冲的幅值成功实现了对3D-AAO纳米孔的调控,使纳米孔结构由棒槌型转变为"Y"型分支结构.结合样品的扫描电镜图片与氧化电压—时间(V—T)图像分析了电流脉冲阳极氧化过程中氧化电压对3D-AAO纳米孔结构产生的影响.分析结果表明,通过改变电流脉冲的幅值可以改变氧化电压最大值与最小值的差值,从而可以调节每个周期内高压氧化阶段和低压氧化阶段的氧化时间,实现了对3D-AAO纳米孔结构的调控.这些具有结构调制的3D-AAO薄膜可以用于具有优异电磁性能的新型纳米线或纳米管的模板的制造方面.     

纳米孔阵列阳极氧化铝膜的制备与形貌观测

报道了用阳极氧化法在高纯铝片上制备含有纳米孔阵列的阳极氧化名膜技术，并用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对样品形貌进行了分析。结果表明，阳极氧化处理后的铝片明显地分成了未反应的铝、阻挡层氧化铝和多孔层氧化铝3层结构，且阻挡层处在铝和多孔层之间，具有弧形底部。多孔层氧化铝中孔的大小约为50nm，孔间距约为100nm，且这些孔有规律地排列形成纳米孔阵列。     

nc-Si∶H薄膜的制备及特性表征

利用等离子体化学气相沉积技术制备纳米硅(nc-Si∶H)薄膜材料,并用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、Raman光谱仪对成膜的状态进行了表征。用红外吸收光谱仪对不同工艺薄膜的结构进行了分析,研究了偏压对薄膜结构的影响,为纳米硅薄膜在光电子方面的应用提供可靠的依据。     

基于AFM刻蚀的金属氧化物纳米结构构筑

利用原子力显微镜（AFM）接触模式机械刻蚀的方法,在双层金属Pt／Cu电极表面进行纳米结构的构筑,通过分析不同加工参数（针尖上施加的载荷大小,扫描速度,循环次数）对加工结构尺寸的影响,能得到结构尺寸任意控制的纳米图案。通过在空气中自然氧化和选择合适的参数,得到了铂-氧化铜-铂的纳米结构。用导电模式AFM和摩擦力图像对该结构进行了原位检验,发现在加工区域内出现了明显的半导体特征,对应的摩擦力图像同样直观显示出这种结构是由两种不同材料构成。结果表明采用这种特殊的AFM刻蚀方式,可作为加工新型金属氧化物半导体纳米电子器件的重要手段。     

纳米ZnO薄膜的制备

采用真空气相沉积法,使用两种蒸发源制备纳米ZnO薄膜,用XRD（X射线衍射）进行测试并进行其结构特性分析。研究发现,蒸发源为分析纯Zn粉末时,蒸发可获得纳米Zn薄膜,薄膜在氧气气氛下同时进行氧化及热处理。实验发现,当温度高于400℃,得到沿c轴择优取向的纳米ZnO薄膜,蒸发源为分析纯ZnO粉末时,采用钼舟加热,高温下ZnO与钼舟发生反应,使部分ZnO还原为Zn,因此这种方法不适合纳米ZnO薄膜的制备。     

硫化铜三维纳米片/带结构的制备及场发射性能

采用阳极氧化法,一步制备出了三维分布的硫化铜纳米片/带结构薄膜.实验发现,通过改变阳极氧化电流,可调控硫化铜纳米片/带结构的形貌演化,使之形成有利于场发射的三维合理分布.这既能生成更多的有效场发射位点,增强局域场,又可适当降低场屏蔽效应,几则协同作用使得硫化铜三维纳米片/带结构薄膜的场发射特性显著增强.开启电场可由8.2V·μm~(-1)降低至1.9V·μm~(-1),阈值场由13.5V·μm~(-1)降低至5.0V·μm~(-1),场增强因子最高可达6958.该硫化铜三维纳米片/带结构薄膜制备方法简便,开启电场低,电流密度较大,热稳定性好,在真空微纳米电子器件领域有潜在的应用前景.