未来纳米电子器件构筑基元——简评《硅纳米线分析》

由于传统的“自上而下”的微电子工艺受经典物理学理论的限制,依靠这一工艺来减小电子器件尺寸将变得越来越困难,但摩尔定律指出,在微处理器中晶体管的数量在18个月内就要翻一番,且晶体管的面积和成本也不断地成比例下降,这就引发了目前工艺和电子器件发展之间的矛盾,这一矛盾的解决要求半导体领域的科研工作者去寻求新的工艺手段和新型半导体材料来满足未来半导体器件微型化发展的要求。硅基一维纳米材料被认为是未来微电子器件微型化的关键材料之一,它与现代硅基微电子体系完全兼容,可作为纳米器件的基本结构基元,因此在未来电子器件的纳米化进程中具有重要的作用。     

单晶硅表面电化学方法制备定向硅纳米线阵列的研究

采用电化学方法在近室温条件下快速制备硅纳米线阵列.实验选用HF-AgNO3混合溶液,在单晶硅表面沉积生长一层薄的金属银的催化剂薄膜.然后在HF-Fe(NO3)3混合溶液中,利用银为催化剂,在硅片表面发生氧化还原反应,通过选择性腐蚀,制备出大面积硅纳米线阵列;利用扫描电镜分析了制备温度、时间及AgNO3的浓度对催化剂形状、大小的影响,并进一步分析了其对纳米线的定向特征、长度及填充率的影响.在本实验条件下,银催化剂的颗粒直径影响纳米线的生长,过大或过小的催化剂都不利于纳米线的制备.同时,纳米线的长度随着刻蚀生长时间的延长而增加.     

温度对硅纳米线生长结构的影响

以硅烷为反应气体,温度为850～1100℃,在（100）取向的单晶硅片上,采用化学气相沉积法生长了一维硅纳米线．用扫描电子显微镜观察了硅纳米线的表面形貌,用X射线衍射仪研究了硅纳米线生长结构与反应温度的关系．分析了不同实验条件对硅纳米线生长结构的影响,并对一维硅纳米线与块体硅的光致发光（PL）特性进行了分析比较．     

硅纳米线表面喷墨打印纳米银油墨的SERS性能研究

在金属辅助化学刻蚀法制备的硅纳米线表面,通过喷墨打印纳米银油墨制备了银纳米粒子/硅纳米线复合结构基底.通过调节刻蚀时间和刻蚀温度,探究硅纳米线的微观形貌变化,及其对基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.实验结果表明,硅纳米线的长度随着刻蚀时间的延长而增加.当刻蚀温度为40℃、刻蚀时间为8 min时,能够激发更强的SERS信号.银纳米粒子/硅纳米线对探针分子罗丹明6G的最低检测限为10^-7mol·L^-1.     

石墨烯纳米墙/硅纳米线阵列太阳能电池的制备及其性能

硅纳米线阵列(SiNWA)因其优异的陷光性在石墨烯/硅异质结太阳能电池研究中引起了广泛关注.然而平面结构的石墨烯难以与SiNWA形成包覆结构,严重影响了器件的光伏性能.该文采用等离子体增强化学气相沉积法直接在SiNWA上生长石墨烯纳米墙(GNWs),与SiNWA形成核壳结构,增加了器件的有效结区面积并抑制了硅纳米线表面的载流子复合;研究了生长时间对GNWs的晶体质量、光学和电学性能、形貌的影响.结果表明:所制备的GNWs可形成良好的导电网络并表现出p型掺杂;随着生长时间的延长,GNWs的透光性下降,导电性增强,对SiNWA的包覆性变好;当GNWs生长时间为120 s时,制备的GNWs/SiNWA太阳能电池获得了4.11%的最佳光电转换效率.该研究为制备低成本、高效率的石墨烯/硅太阳能电池提供了一条工艺简单而有效的途径.     

纳米金修饰硅纳米线电极阳极溶出法测定痕量铅、铜

以浸入沉积的方法在硅纳米线上修饰了金纳米颗粒,并通过电子扫描显微镜（SEM）和X射线荧光分析（XRF）对金纳米粒子修饰的硅纳米线电极表面形貌进行了表征.以修饰后的硅纳米线电极作为工作电极,采用阳极溶出法检测水中痕量铅和铜,考察pH值、富集电位和富集时间对溶出峰的影响,优化出最佳实验条件.在优化的实验条件下,铅Pb2＋和铜Cu2＋的灵敏度分别为0.649μA/（μg.L-1）和0.177μA/（μg.L-1）.检测极限达到0.26μg.L-1和0.67μg.L-1.峰电流与离子浓度在质量浓度25~200μg.L-1的范围内形成良好的线性关系.     

基于氧化物半导体纳米线的气体传感器

纳米技术是21世纪一个重要的新兴科研领域,最近几年,大量的新型纳米结构与功能器件不断被研发出来,并在信息、医学以及国防等各个领域中展现出前所未有的应用前景。在各种纳米材料中,以ZnO纳米线、纳米带为典型代表的准一维纳米结构最为引人关注。2004年前,各国科研人员主要关注ZnO准一维纳米结构的制备和结构表征,由于研究手段的局限很少涉及ZnO纳米器件的研究。最近几年,以场效应晶体管、传感器为代表的功能器件应用成为纳米结构的研究热点。     

掺杂和应变对硅纳米线电子结构与光学性质的调制影响

为了研究掺杂和应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构与光学性质的调制影响,基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(general gradient approximation,GGA),采用第一性原理方法开展了相关计算。能带计算表明：空位掺杂和元素掺杂均引入杂质能级,形成了N型和P型半导体材料。单轴应变则进一步减小了带隙,增强了掺杂硅纳米线的导电性,但由于应变也修饰了费米面附近能级的形貌,能带曲率突变影响了体系的导电性能。光学性质计算表明：相比于空位掺杂,元素掺杂更有效地改变了SiNWs的介电函数、吸收系数、折射率与反射率等光学参数,而单轴应变则削弱了元素掺杂的影响。拉应变提升了光吸收的范围和强度,尤其是可见光波段,使掺杂硅纳米线成为优质光伏材料,压应变则降低了对紫外光波段的吸收效率。在紫外区域,拉应变和压应变对掺杂硅纳米线的折射率与反射率的影响相反,在红外和可见光区域影响则一致。本文研究结果为基于应变和掺杂硅纳米线的光电器件设计与应用提供一定的理论参考。     

Pd-Ni修饰的硅纳米线电极用于非酶葡萄糖检测

在镍修饰的硅纳米线阵列电极上电沉积金属钯微粒,用于葡萄糖的非酶检测;并通过电子扫描显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)对电极表面的形貌进行了表征,采用循环伏安法和恒电位计时电流法测试传感器的性能参数.在0.1 M的KOH碱性介质中,恒定电势+0.19 V,钯-镍修饰的硅纳米线阵列电极对葡萄糖的电化学氧化的灵敏度为302.2μA·mM^(-1)·cm(-1)·cm^(-2),检测极限(S/N=3)达到4.9μM,而且对抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)等干扰物质具有良好的抗干扰能力.实验表明,这种新型电极很有潜力用于葡萄糖的非酶检测.     

《太阳电池硅材料生产技术》课程双语教学的思考

阐述了《太阳电池硅材料生产技术》课程的基本情况和在该课程的双语教学方面所作的前期准备和摸索性的尝试,分析其存在的问题和不足,并提出相关建议。     

ZnO纳米线和纳米杆的热氧化前驱体法制备及拉曼分析

采用热氧化线状Zn前驱体法,在压强为5 Pa,温度分别为400 ℃和600 ℃的条件下,制备了单晶ZnO纳米线和纳米杆.用SEM观察了样品的表面形貌,用XRD和HRTEM研究了样品的晶体结构和形态,分析表明细ZnO纳米线是通过"自催化液-固"过程沿着[21-1-10]方向生长,而ZnO纳米杆则依照气-固机制沿着[0001]方向生长.在室温下测量了514.5 nm激发下的拉曼光谱,结果表明由细ZnO纳米线和粗轴组成的样品拥有较多的氧空位,而在高温下氧化得到的ZnO纳米杆的结晶程度比较好,晶格结构更加完整.     

复杂形貌与尺寸变化的纳米管与纳米线热膨胀研究方面取得进展

[合肥物质科学研究院]纳米管与纳米线属于一维纳米材料,在纳米器件与纳米系统中有广泛的应用前景,既可作功能元件,也可作联接导线。     

激光熔蒸制备纳米硅微粒的Raman分析

以流动气体(N2,Ar2)作为反应环境,利用开放式激光熔蒸系统,通过改变制备参数熔蒸激光强度,流动气体种类及其流速,激光熔蒸时间,制备出一系列纳米硅样品.利用Raman光谱对在不同参数下所得到的样品表面形貌进行分析,可以看出,激光强度对生成的样品表面形貌有最直接的影响,并决定生成粒子的大小,而流动气体的种类则影响着沉积粒子的分布及其大小.流动的气体防止生成的纳米硅在开放系统中被氧化,而激光熔蒸时间对样品表面形貌的作用则表现的不是很明显.     

半导体纳米线——宏观牛顿世界与微观量子世界的理想桥梁

本文以我们的研究团队自1995年以来在半导体纳米线材料与物理研究中所做的科研工作为主线,从如何自下而上地规模、可控制备硅等半导体纳米线的开创性研究工作开始,着重介绍半导体纳米线独一无二的物理性质的代表性研究工作,以及它们在高品质真空电子源、新型高效光电器件、新能源器件方面的潜在应用的研究成果．最后,对半导体纳米线的未来发展前景进行了展望．     

含纳米硅的SiO2薄膜电致发光的数值分析

考虑到薄膜中存在的缺陷对发光的影响,采用位形坐标为理论模型,对用射频溅射法制备的具有Au/(Si/SiO2)/p-Si结构样品的电致发光谱进行了数值分析.数值结果表明,在SiO2薄膜中存在2个缺陷中心,电子和空穴就是通过这些缺陷中心复合而发光.这一结论与实验符合得很好,并与量子限制效应-复合中心发光的理论结果相一致.     

高铁基硅混凝剂形成铅絮体的分形维数分析

利用高铁基硅混凝剂及聚磷硫酸铁(PPFS)对含铅工业废水进行处理,考察含铅工业废水处理过程中分形维数对铅絮体的影响以及与铅离子去除率的关系。结果表明:对于模拟的含铅工业废水,高铁基硅混凝剂的最佳投药量(体积分数)为3.5×10-3,最佳的pH值为9.5,在此最佳条件下,铅絮体的分形维数最大,铅絮体最为密实,铅离子的去除率也最高,分形维数与铅离子去除率之间有良好的相关性;对于实际含铅工业废水,高铁基硅混凝剂的最佳投量为8×10-3,除率为92.5%,效果要好于PPFS;两种混凝剂的分形维数与铅离子去除率之间同样有良好相关性。     

作出世想 作入世观——评胡立东的散文集《窗外的山岗》

胡立东的散文,把生命体验和情感向度融合得恰到好处,在浩瀚的灵光中折射出哲学的韵味,在行而上的层面给人以灵魂的洗礼和精神的回归,显现出作者强烈的生命意识、民族意识和审美意识。     

《易经》之辩——吹响重识《易经》的号角—评杨振宁与刘大钧等教授之争

北京2004化高峰论坛上，诺贝尔物理奖获得、82岁的杨振宁教授突然向《易经》“开火”，称“《易经》影响中华化的思维方式，这个影响是近代科学没有在中国萌芽的重要原因之一”。杨教授认为在中华化里，很早就有“天人合一”的观念，而近代科学的一个特点就是要摆脱掉“天人合一”这个观念，承认人世间有人世间的规律、有人世间复杂的现象，     

评我国《消费者权益保护法》的修改

修订后的《消费者权益保护法》增强了对消费者的保护力度,但一些内容仍有不足.本论述从四个方面重点评价此次修法的贡献,分析了现有《消法》存在的一些问题,并对未来《消费》修改提出一些建议.