石墨烯基场效应晶体管技术的发展及相关专利分析

石墨烯基场效应晶体管(GFET)技术是实现基于石墨烯的高频器件、存储器、传感器以及集成电路的基本器件结构,其在半导体电子器件领域具有广泛的应用前景。本文从专利申请的角度对GFET的发展进行了统计分析,介绍了GFET技术的国内外专利申请情况、主要技术分布和重要申请人分布,并对GFET的研究现状进行了梳理。     

用硫酸处理ITO表面改善有机发光二极管的发光效率

用硫酸溶液处理ITO表面制备了有机电致发光器件,发现随着溶液浓度和超声时间的不同,器件的效率也发生变化.当硫酸的浓度是98%且超声时间为10 min时,OLED具有最高的效率及较大的亮度,器件的效率提高了近4倍.通过扫描电镜对ITO表面形貌进行了对比分析,可以看到,经过处理的ITO玻璃表面的粗糙度明显降低,提高了有机膜的附着力,从而改善了器件的效率.     

超表面吸收特性的研究进展

超表面是对电磁波调控的周期性亚波长二维超材料.高吸收超表面是一种新型的吸波材料具有广泛的应用前景,其在光学隐身技术,热光伏电池,热发射器和其他光电子器件中有重要的应用.介绍了超表面概念和分类,简述了吸收超表面发展历程,并对目前面临的问题及发展趋势进行了探讨.     

边缘掺杂对应力作用下锯齿型石墨烯纳米带I-V特性的影响

利用第一性原理计算得到边缘n-型氮N和p-型氧O掺杂的6-锯齿型石墨烯纳米带在外加非轴向应力作用下的I-V特性曲线.研究结果表明,边缘掺杂在低偏压条件(VBias<0.5 V)下增强锯齿型石墨烯纳米带的导电能力,在偏压大于1.0 V后将减弱系统的导电能力;外加非轴向应变却能在较宽的偏压范围内增强系统的导电能力.该结果对基于锯齿型石墨烯纳米带的纳米电子、光电子器件的研究和设计具有较重要的意义.     

理论模拟氧化锌纳米棒的表面复合速率

表面复合是严重影响纳米结构半导体发光性质及器件性能的重要因素之一.氧化锌(ZnO)因其具有优异的光电性质和物化稳定性在太阳能电池和发光二极管等光电器件领域展现出巨大的应用前景.本文利用MATLAB程序求解扩散方程,对化学水浴沉积法合成的ZnO纳米棒的表面复合速率进行理论模拟计算.与实验结果相结合,揭示表面复合对ZnO纳米棒发光性质的影响.     

表面芯光纤器件实验室

由于光纤端面尺寸小且可以长距离传输,功能单元和功能材料易于微纳尺度纤内集成,因而更适合发展集成器件.Lab-on-fiber集成器件已成为纤维集成光学的研究热点.该文详细介绍了两种具有较强倏逝场的表面芯光纤(外表面和内表面),重点研究表面芯光纤光学特性及基于表面芯光纤的器件传感应用.该类器件制备简单,在生物化学传感领域有重要应用.     

新型低维铁电材料研究进展

能够通过外部电场来调控极化的铁电材料可用于非易失性存储器、场效应晶体管和传感器等领域为了提高器件集成效率与性能，器件的小型化日趋重要，因此铁电薄膜的制备获得了广大学者的关注但是，对于传统铁电薄膜，尺寸效应和表面效应的存在抑制了其发展2004年石墨烯的发现预示着维度降低会引发一些不同于块材的新的特性从此，石墨烯逐步引领大家走向二维材料的世界，掀起了二维铁电材料的研究热潮二维铁电发展至今，已经涌现出了不少既被理论预言又被实验验证的体系，如范德瓦尔斯层状材料、铁电金属、传统低维或表面铁电薄膜、（共价）功能化铁电材料等一系列各具特色的新型铁电材料该文先介绍了铁电物理中的一些最基本的概念、研究理论以及研究方法，然后综述了低维铁电材料在近年来的发展，最后对该领域今后的发展进行了展望     

超结领域的全球专利技术分析

超结结构突破了传统功率MOS器件的理论极限,被誉为功率MOS器件的里程碑器件。本文对超结领域全球的相关专利技术进行分析,从申请趋势、区域分布、主要申请人等多个角度进行深入挖掘,梳理超结技术的现状及发展趋势。     

简单水热法制备海胆状γ MnO2超疏水表面

主要介绍了在150℃水热反应条件下以铝为基底制备海胆状γ-MnO2超疏水表面的方法.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)和滚动角(SA)测试,研究了该种表面的物质组成、微观形貌以及疏水性能.测试结果显示该表面的接触角最高为164.3°,同时滚动角小于5°,达到了超疏水表面的要求.并对制得的表面在-10℃的冰箱环境下进行了防覆冰测试,证明了该表面具有延迟水滴结冰的作用.     

功能化石墨烯载hTERTsiRNA的制备及其对宫颈癌Hela细胞的影响

以氧化石墨烯(GrapheneOxide,GO)为基质,制备了氧化石墨烯-聚乙二醇-叶酸(GO-PEG-FA)纳米载体,借助于通过π-π相互作用负载在GO表面的胺甲基芘盐酸盐(PyNH2),介导人端粒酶反转录酶siRNA(hTERTsiRNA)转染入宫颈癌Hela细胞.GO-PEG-FA-PyNH2-hTERTsiRNA纳米基因复合物被成功制备,并通过红外光谱和紫外光谱进行表征.荧光显微镜观察该纳米载体的转染效率明显优于裸siRNA组,Western blot实验检测Hela细胞hTERT蛋白表达显著降低,MTT实验观察该载体对细胞无毒,其共载hTERTsiRNA和抗肿瘤药阿霉素后对Hela细胞生长的抑制具有协同作用.因而该功能化氧化石墨烯可以作为靶向基因载体,有效传递siRNA及化疗药物进入肿瘤细胞发挥作用.     

应变下氮和硼替位掺杂石墨烯的结构与电子性质

采用第一性原理计算方法,研究了氮(N)和硼(B)替位掺杂石墨烯在加载应变情况下的结构和电子性质.计算结果表明(采用6×6超原胞),对于纯石墨烯,当应变大于临界应变30%时发生从弹性应变至非弹性应变的转变,体系总能在转变处发生突变.而N和B掺杂石墨烯的临界应变分别变为17.6%和17.4%,这表明掺杂石墨烯的弹性应变范围大幅减小.通过研究纯石墨烯和N/B替位掺杂石墨烯的电子性质,发现纯石墨烯在对称应变下仍为零带隙,而掺杂后费米能级处出现电子态,体系转变为金属,并且发现应变可以调节掺杂石墨烯的费米能级但不能在狄拉克锥处打开带隙.     

石墨烯/金复合薄膜微纳光纤集成光控波导

设计并制作了一种具有微纳光纤、石墨烯/金复合薄膜、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)三明治结构的光波导.由于石墨烯/金薄膜保持了平面形态,该光波导表现出很强的光学偏振和可饱和吸收特性.金膜在限制光波导表面倏逝场的同时,增强了倏逝场与石墨烯的相互作用.实验结果表明,微纳光纤光波导中的两种相互垂直的偏振模式(P和S偏振模式)在1 550 nm波长处的消光比可达42.3 d B;由于S偏振模式的光与石墨烯相互作用更强,使用S偏振模式的泵浦光进行光调制特性研究可进一步提高光场能量的利用效率.当980 nm泵浦光能量为130 mW时,信号光强度的调制深度达41.3 dB,信号光的3 dB和10 dB调制对应的泵浦光功率分别为2.8 mW和5.6 mW.     

具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器的研究

采用新型的功能材料——超磁致伸缩材料作为微位移器件,研制了一种具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器,并建立了其微位移闭环控制系统.提出了一种高分辨率、无摩擦、传感/位移传递一体化的圆形膜片式柔性结构,作为超磁致伸缩微位移执行器的微位移传递和感知机构.应用薄板弯曲理论得出了相应的挠度、应变变化率的解析表达式及分布曲线,确定了微位移感知传感器的分布形式,实现了执行器的微位移感知功能.同时,对研制的具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器及其微位移闭环控制系统进行实验研究,结果表明:执行器的微位移感知灵敏度和系统的微位移闭环控制精度较高.     

基于石墨烯条带的窄带中红外可调吸收超表面

设计了一种具有电介质-电介质-电介质(DDD)三层结构的超窄带吸收器,该结构顶层和中层电介质被石墨烯条带和金属图层隔开.模拟结果表明,该吸收体在51.8 THz附近具有高的吸收率,石墨烯条的费米能从0eV改变为0.8eV,吸收率将从80%降到40%,并且吸收带宽从8.99nm变化到6.07nm.根据频谱操纵机制,可以通过改变各电介质层的厚度来调节共振频率和吸收带宽.此外,吸收体共振频率随入射角变化.研究结果在光学滤波器和生物化学传感方面提供潜在的应用.     

石墨烯弯曲形变的电子结构和特性的研究

采用密度泛函理论对4种不同弯曲曲率的石墨烯的能带、分子轨道分布、态密度和传输谱进行理论研究,通过能带的计算,分析其得失电子的能力;通过对分子轨道分布和态密度的分析,得出了弯曲石墨烯的电子结构;通过对传输概率的计算,研究了弯曲石墨烯的电子传输性质.得出了弯曲石墨烯中π型分子轨道起重要作用,石墨烯随着弯曲曲率的增加,电子传...     

离子液体功能化石墨烯对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能研究（英文）

利用离子液体[A336][P507]通过电化学方法一步功能化石墨烯。功能化的石墨烯标记为GNSA,并对其进行了FESEM、FT-IR和XPS等表征。由于石墨烯的特殊表面和[A336][P507]的萃取性能,GNSA作为一种吸附剂,研究了其消除污水中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的性能。主要考察了GNSA在不同p H值、接触时间和初始浓度等条件下对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能影响。在循环使用5次后,GNSA仍然保持优异的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附性能。GNSA作为金属离子吸附剂具有巨大的应用潜力。     

石墨烯负载多酸化合物的制备研究

制备了氧化石墨(GO),并以此为载体,利用光催化反应制备了POM/GO复合材料,达到分散氧化石墨烯的目的,避免氧化石墨烯的重新石墨化,为氧化石墨烯有效负载多酸化合物的研究提供了新的思路.以氧化石墨为基础,依据不同负载前躯体的特性,分别制备了不同多酸化合物负载的石墨烯-H3PW12O40、石墨烯-H3PMo12O42材料.采用X射线粉末衍射、透射电镜等多种现代化测试仪器和方法对样品进行了结构和形貌表征.     

反铁磁超晶格体磁/声极化子分布性质研究

利用等效介质法推导得到了反铁磁超晶格的等效介电系数和等效磁导率,进而得到体系的体磁/声极化子方程.以FeF_2/SnTe超晶格为例进行了数值模拟.结果表明,在反铁磁共振频区附近体系存在具有负群速的高频和低频两个体模带.通过外磁场的变化,可以在不改变反铁磁超晶格结构和尺寸的情况调节负群速体模带的频率位置与宽度.研究结果将为新型慢光器件开发提供一定指导意义.     

石墨烯制备及其在低温燃料电池阳极催化中的应用进展

石墨烯是材料科学领域的新星,在电子、能源、环境、生物医学及催化领域的应用备受关注.在电催化领域,石墨烯特殊的结构有利于贵金属催化剂的分散和稳定,可大幅度提高贵金属的催化活性,是理想的载体材料.本文对石墨烯的制备方法及贵金属/石墨烯电催化剂的设计合成的研究进展进行评述.     

Zigzag电极Armchair边缘石墨烯纳米带电子输运研究

利用基于密度泛函的非平衡格林函数方法,对Zigzag电极Armchair边缘的石墨烯纳米带的电子输运、态密度和V-I特性进行了理论计算,研究发现这一结构的纳米石墨烯带具有明显的半导体特征,其态密度与电子传输谱间具有较好的对应关系,电子传输谱与电子入射能量密切相关,并显现能级量子化和电子输运过程中的库仑阻塞特性.