可见光波段发光多孔硅膜的结构特征研究

采用在HF溶液中阳极处理硅单晶片的方法制备了具有可见光波段发光特性的多孔硅膜。应用X光衍射技术及激光喇曼散射谱研究了发光多孔硅膜的结构特征。研究结果表明:纳米量级尺寸是多孔硅膜的一个重要特征。估计多孔硅硅柱横截面直径在几到十几纳米之间。     

多孔硅的荧光及微结构

用扫描隧道显微和光致发光方法，观察了发光多孔硅的微结构形貌。发现多孔硅的光致发光主要源自其最表面层；该层是无定型的，但又不同于一般的非晶硅，而像是由大量纳米尺度的硅原子族组成的海绵状微结构；诸硅原子簇随机分布，相互间没有清晰的界面；没有观察到“线”状或“柱”状的结构；多孔硅的微结构有明显的分形特征，其发光很可能是源自此纳米硅材料中的量子尺寸效应。     

多孔硅荧光谱双峰结构的研究

采用阳极腐蚀法制备了多孔硅（PS），用原子力显微镜（AFM）照片对其表面和结构做了分析，观察到多孔硅纳米尺寸的微结构；并进行了多孔硅层（PSL）的光致发光谱（PL）测量，观察到PL谱峰的“蓝移”和双峰现象，符合量子尺寸效应和发光中心理论，红外吸收光谱进一步证明了发光中心的存在。     

基于法布里-珀罗效应的纳米有序多孔硅光学传感器研究

利用电化学方法在N型0.01Ω·cm单晶抛光硅片上制备纳米有序多孔硅,研究电流密度对其形貌及光学性能的影响;并通过对硅基体进行预处理达到消除多孔硅表面小孔硅的目的.结果表明,随着电流密度的增大,多孔硅的孔径、孔隙率以及光学厚度均增大.给经过预处理的硅基体施加75 m A/cm2的电流密度,多孔硅的表面孔径达到50 nm,与体孔径大小一致;在光学检测中对酒精溶液表现出良好的敏感性,检测浓度能够低至5×10-5 mol/L.     

铜/铁钝化多孔硅纳米复合薄膜的制备与形貌研究

由水热腐蚀技术制得的铁钝化多孔硅作为基底,采用浸渍镀膜技术成功制备了铁钝化多孔硅/铜纳米复合薄膜.利用扫描电镜(SEM)、XRD等分析手段对比研究了铁钝化多孔硅在沉积前与沉积后的结构变化特点以及沉积时间对所沉积的铜薄膜的结构的影响.结果表明,在浸渍一定时间后,铜/铁钝化多孔硅纳米复合薄膜继承了新鲜制备的铁钝化多孔硅的结构特点;同时,在溶液浓度保持不变的情况下,随着反应时间的的延长,铜的沉积量逐渐增加,铜纳米颗粒的平均晶粒尺寸逐渐长大.     

对"纳米"的再认识

一、纳米的基本含义 “纳”的含义是十亿分之一．据此而言纳米就是十亿分之一米。在现实生活中．人们大脑对十亿分之一的概念极其模糊,如果使用参照物进行对比的话,可以假设一根头发的横截面积约在5万纳米,人体一个正常生理细胞的直径约在几百纳米。这些都是在原子级的尺寸水平．如果立足于这个层面对物质的物理特性进行分析和研究,就有了一些异于宏观世界的现象出现。     

表面粗糙化来提高SiO2中纳米硅的拉曼强度

本文采用表面粗糙化的方法,在拉曼背散射配置下观察到SiO2中注入硅离子形成纳米硅的拉曼散射特征峰．运用声子限制模型对纳米硅的特征峰进行曲线拟合,得到纳米硅的平均晶粒尺寸是2．6nm．这个结果与透射电子显微镜直接观测的纳米硅尺寸非常符合．以上研究表明,表面粗糙化是一个非常有效的方法来提高拉曼散射强度,从而方便地研究纳米硅的拉曼特征,不会对纳米硅的物理性质发生影响．     

距离调控纳米多孔金表面增强荧光特性

通过调控纳米多孔金(NPG)基底与荧光分子之间的距离,系统研究了其表面增强荧光特性.利用物理气相沉积方法在NPG表面沉积二氧化硅薄膜,通过调整二氧化硅的厚度来控制NPG与荧光分子之间的距离,系统研究了NPG孔径尺寸以及与荧光分子之间距离对其表面增强荧光(SEF)特性的影响.由于多孔金具有纳米级多孔结构,其表面等离子体能够通过分子附近局域电场的增强使分子的激发光场得到增强,从而提高分子的激发强度和效率;当荧光分子与多孔金表面存在一定距离时,通过与光子之间的共振耦合作用,表面等离子体能够增强多孔金周围电磁场,实现荧光增强.通过研究发现,NPG孔径为36nm、表面二氧化硅厚度为20nm时,表面组装的罗丹明6G荧光分子的荧光强度得到最大增强.     

纳米科学与技术

<正> 纳米科学与技术是指在纳米尺度(0.1nm 到100nm 之间)上研究物质(原子、分子)的特性和相互作用,以及利用这些特性的多学科的科学和技术,是21世纪三大科技之一(计算机技术、纳米技术、基因工程)。纳米是一种长度计量单位,做一个形象的比喻:纳米的粒子与乒乓球之比,等于乒乓球与地球之比。将普通材料制成纳米量级后。它就会出现四大效应:小尺寸效益,表面效应,界面效     

化学浸蚀温度对多孔硅粉理化性质的影响

多孔硅是一种由纳米硅原子簇为骨架构成的海绵状结构，具有比表面积高、生物相容性好等特征，能够应用于光电子器件、化学传感、生物医学等领域。笔者以金属硅粉作为研究对象，采用化学浸蚀工艺制备多孔硅粉，利用比表面积测定仪、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜等研究了不同浸蚀温度制备的多孔硅粉比表面积、孔径分布、表面形貌及微结构的变化。结果表明：化学浸蚀方法能够在金属硅粉表面形成含较多纳米尺寸孔洞的多孔硅粉；随着化学浸蚀温度升高，所形成的多孔硅粉比表面积明显增大。     

利用硅模板制备硅基纳米体系的研究进展

硅基纳米体系的研究是在充分利用硅材料所拥有的传统技术优势的基础上,将纳米材料所具备的新特性结合起来,设计出高度集成的硅基纳米器件.为实现这个目标,合适的硅基模板是至关重要因素.近年来多孔硅一直被视为一种很好的制备硅基纳米体系的衬底和自组装模板.在综述多孔硅做模板制备硅基纳米体系和我们最新研究进展的基础上,就其所面临的问题、可能的解决方案和未来的发展趋势做出了分析.     

发明

日本一家公司最近开发出一种真人影印机,这种影印机有效的影印尺寸为115×81厘米,它可以持续地、非常清晰地影印出与真人大小一样的“复印件”。但被影印者身体的任何部分都不能与影印机的聚焦面直接接触,因为影印机曝光时的光线非常强烈。“复印”一个真人需要90秒钟,而要把这个真人的彩色“复印件”打印出来则需要15分钟。世界最小的“碳纳米温度计”问世由日本物质材料研究所的研究人员发明的世界上最小的温度计——“碳纳米温度计”,近日列入了吉尼斯大全。该所研制的“碳纳米温度计”用直径不到1根发丝的五百分之一的筒状碳纳米管制成。研究人员在长约千分之一毫米,直径仅为万分之一毫米的碳纳米管中充入呈液态的金属镓。当温度升高时,管中的液态镓就会膨胀,通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量范围可从18摄氏度到490摄氏度。此外,用于制造碳纳米管的石墨在50至500摄氏度之间体积随温度的变化极小,因此碳纳米管本身的直径和长     

多孔硅中组装SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的发光现象

用溶胶-凝胶法制备符合SrAl2O4：Eu^2 ，Dy^3 化学组成的溶胶，通过水热反应组装后还原的多孔硅主客体材料的荧光光谱发生显蓝移，并出现一个新的400～450nm的余辉发射峰，分析其原因主要是发光材料进入了多孔硅的纳米孔洞，二价铕离子周围的环境变化和发光材料受到了量子尺寸效应产生的。     

六元瓜环与1，6-二吡啶己烷包结配合物的晶体结构

在[ZnCl4]^2-阴离子存在的条件下,制备了六元瓜环（Q[6]）与1,6-二吡啶己烷（Hdpy）形成包结配合物的晶体,该晶体是由主客体通过Q[6]空腔的疏水作用以及外部的离子一偶极作用形成的稳定的类轮烷结构,相邻类轮烷之间通过[ZnCl4]^2-阴离子与水分子以及瓜环端口羰基氧原子氢键作用连接成超分子链。     

氧化多孔硅和纳米硅粒镶嵌氧化硅光致发光机制模型

关于纳米硅／氧化硅系统的光致发光(PL)机制，有很多争议．该系统包括氧化多孔硅(PS)和用化学气相沉积、溅射或硅离子注入氧化硅等方法形成的纳米硅粒(NSP)镶嵌氧化硅．提出二种PL竞争机制：量子限制(QC)过程和量子限制-发光中心(QCLC)过程．两个过程中光激发都发生在NSP中，光发射在QC过程是发生在NSP中，而在QCLC过程是发生在与NSP相邻的氧化硅中的发光中心上．对两种过程的几率大小进行比较．哪一过程对PL起主要作用，取决于俘获截面、发光效率、发光中心密度和NSP的尺寸．对于一个有固定的俘获截面、发光效率和LC密度的纳米硅／氧化硅系统，LC密度越高，NSP尺寸越大，越有利于QCLC过程超过QC过程，反之亦然．对于固定的发光中心参数，NSP尺寸有一个临界值，当NSP的最可几尺寸大于临界值，QCLC2过程主导发光，当NSP的最可几尺寸小于临界值时，QC过程主导发光，当NSP大小接近临界值时，Qc与QCLC都要考虑在内．利用这个模型讨论了一些已报导的纳米硅／氧化硅系统PL的实验结果．     

C60偶联多孔硅系统的蓝光发射

用G60作为表面钝化剂，与多孔硅进行偶联．发现当C60偶联多孔硅系统在空气中存储一年后，能够发射460nm左右的强烈蓝光．经过系统的测量和分析，认为蓝光起源的发光中心与SiO2体材料中的“自捕获激子”模型类似．它是由一个氧空位和一个间隙氧组成的，间隙氧同时和相邻的晶格氧形成过氧连接．光激发载流子来自于Si纳米晶粒的核心，辐射复合过程则在多孔硅表面的发光中心进行．进一步的电子束辐照和臭氧辐照实验证明了这个发光中心的存在．从FTIR谱的分析，推测是样品表面Si=O双键的缓慢变化促使了蓝光中心的自发产生．     

纳米算盘

算盘被称为“人类最早发明的计算器”。现在,世界上最小的算盘已经研制成功。这种“纳米算盘”的每一粒算盘珠直径不到1纳米,它是由从事分子和原子活动研究的美国商业机械集团所属的瑞士苏黎世研究所的一个科研小组研制的。在制作纳米算盘时,研究人员首先把铜原子一个个地排列起来,筑成一条“堤坝”;然后按10个分子为一列,排成数列。“堤坝”之间的沟就起到了类似轨道的作用。     

让纳米走进千家万户

神奇的纳米技术 纳米是什么？很多人会这么问.纳米如同厘米、分米和米一样,是度量长度的单位,一纳米等于十亿分之一米,将一纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般.而纳米技术则是指在纳米尺寸范围内,通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质.简单说,纳米世界就是一个微观世界,纳米技术是我们操纵微观世界要使用的技术.     

有机分子笼封装金属纳米团簇的合成策略与催化应用

金属纳米团簇是由若干金属原子组成的纳米材料，尺寸介于单个金属原子和纳米颗粒之间，具有独特的几何和电子结构，在催化反应中展现出良好的性能.然而裸露的金属纳米团簇由于表面能较高，在催化过程中容易聚集失活.近年来，有机分子笼(organic molecular cages,OMCs)作为一种新兴的多孔材料受到了广泛关注.将金属纳米团簇封装在有机分子笼的限域空间内不仅可以提高其粒径均一性，还可以提高稳定性.有机分子笼的孔道结构完全开放，封装在其内部的金属纳米团簇在氧化、还原、偶联、产氢等反应中仍保持较高的催化活性.本文简要总结了有机分子笼封装金属纳米团簇的合成策略以及这类材料在催化领域的应用.     

让纳米走进千家万户

神奇的纳米技术 　　纳米是什么?很多人会这么问.纳米如同厘米、分米和米一样,是度量长度的单位,一纳米等于十亿分之一米,将一纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般.而纳米技术则是指在纳米尺寸范围内,通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质.简单说,纳米世界就是一个微观世界,纳米技术是我们操纵微观世界要使用的技术. 　　……