GaAs纳米颗粒复合薄膜光吸收特性研究

对射频磁控共溅射技术制备的GaAs半导体纳米颗粒复合薄膜光吸收特性进行了研究.与大块GaAs材料相比,复合薄膜的光学吸收边发生了明显的蓝移,GaAs颗粒尺寸3 2nm的复合薄膜吸收边蓝移达1 16eV.     

GaAs纳米颗粒镶嵌薄膜的制备及光电子能谱研究

采用射频磁控共溅技术成功制备GaAs半导体纳米颗粒镶嵌薄膜，GaAs在薄膜中所占分子百分比达19．0％，光电子能谱分析表明随着基片温度升高，薄膜中元素Ga，As的被氧化程度有所增强，但元素Ga，As仍主要以化合物半导体GaAs的形式，元素Si,O主要以SiO2分子的形式存在于复合薄膜中。     

RF磁控溅射法制备PbTe纳米薄膜

利用RF磁控溅射和真空退火方法制备了PbTe纳米薄膜.利用SEM、XRD、AFM和FTIR分别对制备的样品的表面形貌和颗粒大小、结构以及带隙宽度进行了测试.结果显示,在10 W溅射功率下制备的PbTe纳米薄膜为纳米颗粒镶嵌薄膜,在20 W功率下为PbTe颗粒膜.10 W制备的纳米颗粒的平均直径为40 nm左右,平均高度为5 nm; 20 W制备的颗粒直径为100 -400 nm,平均高度为65 nm;两个条件下制备的样品均表现出明显的<100>方向的择优取向性,并且20 W的结晶质量比10 W的好.FTIR分析显示10 W和20 W制备的薄膜的带隙宽度分别为0.340 eV和0.343 eV,都比块体带隙宽度大.     

高温氨气氛下镍纳米催化剂的结构研究

研究了高温氨处理过程对SiO2/Si基底表面镍纳米薄膜显微结构变化的影响,探讨了镍纳米薄膜显微结构随氨气介入时间、薄膜厚度以及氨气刻蚀温度等参数变化的规律,并对氨在其变化过程中的作用机制进行了初步分析.结果表明:SiO2/Si基底表面镍纳米薄膜转变成高密度、小直径、均匀镍纳米颗粒的关键是恰当的氨气介入时间和刻蚀温度;硅表面的二氧化硅层有效地隔离了镍原子和硅原子的扩散,这种隔离层对镍纳米薄膜的显微结构有很大的影响,起到了阻碍硅和镍发生化合反应的作用,维持了镍在基底表面物质的量的恒定.     

射频溅射功率和掺杂氢对硅氢薄膜结构的影响

采用SEM和Raman谱对射频磁控溅射法制备的硅氢薄膜结构进行了研究,讨论了在100～400 W范围内溅射功率和氢气分压对硅氢薄膜结构的影响.结果表明,制备的硅氢薄膜为致密的颗粒膜,添加氢气后,颗粒状的硅氢薄膜出现了粒径更为细小的纳米级小颗粒亚结构;随着氢气分压的增加,其直径先增加后减小,平均直径在氢气分压为50%时达到最大;随着溅射功率的增加,硅氢薄膜的颗粒平均直径增加,当溅射功率达到400 W时,颗粒的平均直径为104 nm.拉曼光谱分析结果显示硅氢薄膜为非晶态.     

电纺不同直径纳米纤维薄膜的空气过滤性能

使用静电纺丝的方法,制造出不同直径的纳米纤维薄膜,在低风速下进行空气过滤实验,建立初步分析模型,分析了纤维直径和过滤性能间的关系。实验表明,纳米纤维的直径和过滤效率并不是正比关系,而是在某个纤径尺寸范围存在这一个最优值。对于PM10颗粒,纤维直径分布在400-600nm范围内的纳米纤维薄膜的过滤效果较好。分析模型的建立将促进纳米纤维薄膜空气过滤研究。     

基底材料对嵌入型Fe_3O_4纳米颗粒的应变场影响

埋嵌型纳米颗粒在生长的过程中会受到周围基质材料对其施加的应力作用,应力的大小不仅会对纳米颗粒的晶格结构和物理性能产生影响,还与纳米颗粒的尺寸大小息息相关.因此,研究埋嵌在不同薄膜材料中的纳米颗粒生长过程中的应变场分布对于调控纳米颗粒的物理性能有着重要的意义.该文利用脉冲激光沉积和快速退火技术成功地制备了分别镶嵌在非晶氧化铝薄膜、非晶氧化镥薄膜和非晶二氧化硅薄膜中的Fe_3O_4纳米颗粒,并利用透射电子显微镜观察这些球形纳米颗粒.为了研究纳米颗粒的尺寸与应力大小之间的关系,采用有限元算法分别模拟仿真了这些纳米颗粒的应变场分布,并对结果进行了系统的分析.研究发现:Fe_3O_4纳米颗粒在不同薄膜材料生长过程中均受到非均匀偏应变作用,而且纳米颗粒的尺寸及应变场分布与纳米颗粒周围基质材料的杨氏模量和泊松比密切相关.在不同基质材料中生长的纳米颗粒所受到的应变场分布也有所不同,这为调控纳米颗粒的晶格结构和形貌以及物理性能提供了一个新思路.     

Ag纳米颗粒修饰TiO2阵列薄膜的制备及其气敏性能研究

以钛酸丁酯为钛源,用水热法在透明导电衬底FTO上制备金红石相TiO2纳米阵列薄膜,以AgNO3为银源,用化学还原法制备尺寸可控的金属Ag纳米颗粒,将所制备的金属Ag颗粒修饰TiO2纳米阵列薄膜.研究Ag纳米颗粒的表面修饰对TiO2纳米阵列薄膜气敏性能的影响.实验结果表明,室温下,18nm金属Ag纳米颗粒修饰后的薄膜对氢气的灵敏度增加,响应和恢复时间减小,气敏性能明显优越于修饰前的薄膜.     

SiN薄膜纳米孔芯片制造工艺实验研究

针对第3代基因测序的需求,提出一种大规模的氮化硅薄膜纳米孔芯片制造技术.通过测量不同膜厚氮化硅薄膜的应力,选择适用于纳米孔制造的最佳厚度为100 nm.采用低压化学气相沉积、反应离子刻蚀和释放工艺制备出高成品率的氮化硅纳米薄膜芯片.在此基础上,使用聚焦离子束和高能电子束实现氮化硅薄膜纳米孔的制造.研究聚焦离子束刻蚀时间、电流与纳米孔直径的关系.实验结果表明,采用聚焦离子束将氮化硅薄膜的厚度减薄至40 nm以下时,制作纳米孔的效果更好.采用聚焦离子束制造的氮化硅薄膜纳米孔最小直径为26 nm,而采用电子束制备的最小直径可达3.5 nm.该方法为基于固体纳米孔的DNA测序检测提供了有力的支撑.     

非晶GaAs1-xNx薄膜的形貌和光学性能

采用磁控溅射方法在硅片上,成功制备了不同氮偏压下的非晶GaAs1-xNx薄膜.结合AFM和光谱仪等手段对样品进行了表征,结果表明:随着氮气的引入,α-GaAs薄膜的球状颗粒转变为针状颗粒;并且随着氮偏压的升高,针状颗粒密度逐渐增大,薄膜表面的粗糙度逐渐减小;随着氮偏压的升高,a-GaAs1-xNx薄膜的光吸收边明显蓝移.     

绒球状单分散氧化铁微纳米球的水热合成

采用水热法成功合成了绒球状单分散氧化铁微纳米球.对合成温度以及表面活性剂对产物物相纯度及形貌的影响进行了研究,同时对其形成机理进行了讨论.结果表明,该绒球状氧化铁微纳米球是由赤铁矿α-Fe2O3和四方纤铁矿β-FeOOH组成的,且以β-FeOOH为主产物.     

Transmission electron microscopy investigation of the Ar+ ion irradiation effect in semiconductor GaAs

Room temperature irradiation effect of GaAs compound semiconductor by 100 keV Ar⁺ ions has been systematically studied by means of transmission electron microscopy. The dose dependenceoof the Ar⁺ ion irradiation and room temperature annealing effects have been investigated. The experimental results show that the structure of GaAs transforms from perfect crystalline through weakly and severely damaged crystalline to amorphous states with the increase of the irradiation dose and the damaged states are changed during room temperature annealing. Yang Xiangxiu: born in 1968, Doctor     

Transmission electron microscopy investigation of the Ar+ ion irradiation effect in semiconductor GaAs

Room temperature irradiation effect of GaAs compound semiconductor by 100 keV Ar⁺ ions has been systematically studied by means of transmission electron microscopy. The dose dependenceoof the Ar⁺ ion irradiation and room temperature annealing effects have been investigated. The experimental results show that the structure of GaAs transforms from perfect crystalline through weakly and severely damaged crystalline to amorphous states with the increase of the irradiation dose and the damaged states are changed during room temperature annealing. Yang Xiangxiu: born in 1968, Doctor     

纳米金属微粒的热力学性质研究

电子的分立能级和宇称效应是纳米颗粒的两个重要特征,它们强烈影响纳米金属颗粒的热力学性质.根据随机矩阵理论,考虑能级统计的影响,基于正则系综计算了具有奇数或偶数个电子的纳米金属颗粒的比热和自旋磁化率,并讨论了二者随温度、粒径和电子体密度的变化关系.     

N型GaAs少子扩散长度的温度特性

根据 Sturge 和Hwang 的实验数据,通过计算机拟合、内插方法获得了所需能量范围内 13种温度的 GaAs 吸收谱。在此基础上,采用表面光伏方法在 21～320 K 温度范围内测试了不同掺杂浓度的 N型 GaAs样品的少子扩散长度。得到了一组反映少子扩散长度温度特性的实验曲线,并由实验曲线得到可用于计算不同温度下少子扩散长度Lp(T)的经验公式。     

GaAs/InP异质材料及MESFET器件研究

用低压金属有机气相外延（LP－MOCVD）在InP衬底上生长出较高质量的GaAs材料，并对材料进行Raman、光致发光（PL）谱的测试分析，结果表明在GaAs／InP外延层中存在伸张应力致使Raman的LO模式的频率红移；PL谱峰较强，16K下测到GaAs的特征激子峰和杂质相关的激子峰，表明了GaAs外延层的晶体质量较好。以此生长方法制备了金属－半导体场效应晶体管（MESFET），其单位跨导可达200ms/mm。该器件已经达到GaAs同质结构的器件水平。     

pH和温度敏感的PTX-DEGMA接枝壳聚糖聚合物的制备及药物释放

利用可逆加成断裂链转移(reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT)聚合法合成了二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸甲酯(DEGMA)接枝的pH和温度敏感的壳聚糖(chitosan,CS)聚合物(CS-g-PDEGMA)。CS-g-PDEGMA与紫杉醇(paclitaxel,PTX)在水相中自组装形成CS-g-PDEGMA/PTX纳米颗粒。用核磁共振氢谱(1H-NMR)、紫外分光光度计、透射电子显微镜(TEM)以及动态光散射仪(DLS)对CS-g-PDEGMA聚合物进行表征。结果表明,该聚合物的低临界溶解温度(lower critical solution temperature,LCST)为33℃,呈球形且分散良好。体外释药研究表明,CS-g-PDEGMA聚合物有pH和温度响应性,且CS-g-PDEGMA/PTX纳米颗粒的药物缓释效果较好。由此可知该聚合物有望在生物医学领域中得到应用。     

LaAlO_3/GaAs异质结界面的空穴导电行为分析

采用脉冲激光沉积方法在GaAs(001)单晶基片上生长LaAlO_3薄膜构成LaAlO_3/GaAs异质结,利用原子力显微镜和XRD对LaAlO_3/GaAs异质结进行表征,并通过PPMS对LaAlO_3/GaAs异质结进行面内电阻和霍尔电阻测试,研究其界面电输运性能。结果表明,LaAlO_3在GaAs表面生长均匀,LaAlO_3/GaAs异质结界面处存在空穴型的导电行为,且该空穴来源于界面处的悬空键效应。