扫描隧道显微镜电压脉冲法加工产生纳米结构的研究

采用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）电压脉冲法，在大气环境中进行了纳米级超微加工的实验研究，分别用钨探针和镀金钨探针，以高定向热解石墨（ＨＯＰＧ）和金薄膜为样品，通过在ＳＴＭ探针和样品之间施加一定的电压脉冲，制造出了尺度在纳米量级的结构，对形成的结构特征进行了分析，并总结了部分实验规律。     

利用扫描隧道显微镜制造纳米级结构

在大气环境中用ＳＴＭ进行纳米级超微加工,以高定向热解石墨（ＨＯＰＧ）和金薄膜作为样品,通过在ＳＴＭ探针和样品之间施加一定的脉冲电压制造出了尺度在纳米量级的结构,还对所形成的结构特征进行了分析,总结出部分规律。     

为纳米制造技术创造条件：英开发出新型亚微观结构材料

英国苏塞克斯大学享利·库鲁图和大卫·沃尔顿领导的科研小组开发出了一系列新型纳米级空心管和实心线等亚微观结构材料，这些材料可用于制造纳米技术研究用的亚微观器件。     

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。     

纳米级铝氧化膜的结构与电解着色性能

采用不同电解液及不同性质的电源，在铝表面制备出结构相异的纳米级氧化膜，对其结构及着色性能进行了测试分析研究；论述了H2SO4交流氧化膜层结构特点及电解着色性能的优越性。     

SiGe合金氧化层中的纳米结构

我们在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和三维的纳米结构样品，用高精度椭偏仪(HPE)、卢瑟福背散射谱仪(RBS)和高分辨率扫描透射电子显微镜(HR-STEM)测量样品的纳米结构。并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱(RBS)中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟。计算且测量出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布，并且反馈控制加工过程。优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件。我们在硅锗合金的氧化层表面中首次发现纳米锗量子点和量子层结构，我们首次提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧化温度的匹配公式和理论模型与实验结果拟合得很好。     

纳米化处理超声金属表面

采用超声表面加工处理方法在45钢上制备出纳米结构表层．TEM（透射电子显微镜）、XRD（X射线衍射）、粗糙度和显微硬度试验结果表明：经超声处理后，样品表层的晶粒可细化至纳米量级，平均晶粒尺寸为50nm，且在某些区域出现纳米晶与非晶嵌套结构，表面形成残余压应力，表面粗糙度值降为原始样品的1／100，与样品心部相比，表层硬度显著提高．     

高效白炽灯

采用纳米技术，可以把发光效率很差的普通白炽灯泡，变成为经济型的节能灯。廉价的白炽灯，散发着温暖的各色光线，在许多场所仍被广泛地使用着。但是，当我们接近点亮的白炽灯泡时，就会感到灯泡非常热，这是由于白炽灯发射出的红外线所致。大部分的电流通过灯丝时并没有转变为光能，而是转变成了人眼看不见的红外线消耗掉了。如果借助纳米微细加工技术，把灯丝的分子组织结构进行一些改良，就能够化腐朽为神奇，制造出节约能源的经济型灯泡。这方面的研究正在取得进展。     

超声波对微细粉体制备的影响的研究

研究在湿法研磨的基础上加入超声波的空化爆破作用及分散作用，尝试用一种超声波空化加机械研磨的方法来制备超细微粉。试验证明，采用这种方法可以制造出纳米级的颗粒，该方法容易实现工业技术。     

AFM纳米操纵中侧向推动力的测量方法

纳米级操纵技术是制造纳米级结构、器件的重要方法之一,同时也是研究纳米粒子之间相互作用的重要手段.该文在运用原子力显微镜的探针操纵碳纳米管的同时,开发了一种纳米级操纵力的同步测量方法.应用该方法,成功测量出了操纵、切割碳纳米管的侧向力信息,从而为研究纳米粒子、基体与操纵工具之间的相互作用提供了最直接的力学信息和实验结果.在此基础上,可以进行初步的纳米设计,研究纳米新材料的力学特性.     

SiGe合金氧化层中的纳米结构

在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和二维的纳米结构样品，用高精度椭偏仪（HPE）、卢瑟福背散射谱仪（RBS）和高分辩率扫描透射电子显微镜（HR-STEM）测量样品的纳米结构，并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱（RBS）中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟，测量并计算出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布，并且反馈控制加工过程，优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件。在硅锗合金的氧化层表面中着次发现纳米锗量子点组成的纳米盖帽薄膜（2nm)，提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧倾泄蝶恋花匹配公式的理论模式模型与实验结果拟合得很好。     

未来的微型机器人

大有用武之地 微型机械的基本定义包括３个方面：１至１０毫米为小型机械，１０微米至１毫米为微型机械，１０纳米至１０微米为超微型机械。它的体积可以缩小到微米级甚至亚微米级，重量轻至纳克，加工精度为微米级或纳米级。微型机械之所以倍受青睐，在于它体积小，受热膨胀、噪声和挠曲等因素的影响极小，性能无多大变化，能够维持稳定的工作。 由微型机械组装的微型机器人大有用武之地，可以从事大型机器人无法做的收集信息和智能操作等各项工作。 在工业上，微型机器人能够用来加工三维密集连接的硅片结构，制造下一代更微小的超微型机…     

碳纳米管的生产及其应用

 一、纳米科技及碳纳米管特征、特性和生产的概述纳米科学和技术是指在纳米尺度上研究物质（包括原子和分子）的特性和相互作用 ,以及利用这些特性的多学科和科学和技术。它使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。纳米科技的最终目标是直接以原子和分子及物质在纳米尺度表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。这可能改变几乎所有产品的设计和制造方式 ,实现生产方式的飞跃 ,甚至进而改变人们的思维方式和生活方式。纳米技术是指通过操纵原子、分子级的结构而实现控制材料功能的一项综合技术 ,包括纳米材料制备和纳米材料加工两部分。     

用真实空间公式的第一原理计算——纳米管的电子构造和输送性质

现在，由于最新的纳米尺度的制造技术可以生产各种功能材料和微电子器件，面临纳米技术领域挑战的科学家和工程师需要学习或重温完整的第一原理计算方法，以便正确地了解纳米结构的电子构造和输送性质。本书的作者根据电子输送计算的经验，发展了纳米结构电子输送性质的第一原理计算方法——跨接边界匹配方法（OBM）。这一方法对于高精度的计算更加简单和实用。     

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。     

某些纳米氧化物的合成及抑烟性能研究

用金属盐和碳酸钠、氢氧化钠为原料，采用直接沉淀法合成得到纳米CuO、ZnO、MgO和Fe2O3。用XRD、TEM、IR测试手段对纳米级的粉体结构和形貌进行研究，比较了这些纳米级氧化物与微米级氧化物对聚氯乙烯（PVC）的抑烟性能。实验结果表明，相同添加量，各种纳米氧化物对聚氯乙烯的抑烟性能比微米级氧化物的要好得多。     

喷射电铸快速制造的试验研究

介绍了喷射电铸快速制造技术的原理与系统组成，采用喷射电铸快速制造工艺制备了具有简单形状的纳米晶金属铜样件，运用扫描电子显微镜和X-射线衍射等现代分析手段对纳米晶微观结构进行分析.结果表明，喷射电铸能显著提高极限电流密度，细化晶粒，改善铸层质量．铜沉积层具有纳米晶微观结构，平均晶粒尺寸约为55．6nm，最小晶粒尺寸可达41．4nm．     

纳米加工 基础与应用

现代工业中所使用的设备系统正变得越来越小,大部分已经达到了纳米级水平。纳米加工的目的是构建一些可以作为组件、设备或系统的纳米结构,这些纳米结构可以大大地降低潜在工业成本。纳米加工对于所有的纳米技术领域都是非常重要的,特别是涉及到工程和科学传统领域中的纳米技术的运用。     

聚焦离子束加工微锥形结构的制造误差分析

聚焦离子束(FIB)纳米制造技术已经成为微纳米尺度功能器件加工的一种重要方法,利用聚焦离子束直写加工可实现复杂二维微纳结构的高精度制造.然而由于离子溅射产额随入射角度非线性变化规律、再沉积现象及离子束能量分布特性的综合影响,FIB在三维结构加工中会存在复杂形貌误差.针对FIB加工凹面中存在的典型平底现象这一形貌误差进行了分析和实验研究,通过仿真分析和FIB加工直径4,μm锥形凹坑结构的实验验证,阐明了聚焦离子束高斯能量分布特性与溅射产额规律耦合是产生平底现象的主要原因,为FIB三维结构加工的误差的修正提供了重要的基础和依据.     

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。