硼／氮共掺杂使金属性单壁碳纳米管转变成半导体

本研究小组利用硼和氮共掺杂碳纳米管构筑了大量的场效应晶体管,并对其电学性质进行了统计分析研究。结果表明。通过对单壁碳纳米管进行硼和氮共掺杂,样品中半导体性纳米管的比例由67％提升到高于97％。为了深入理解这一重要实验发现,我们利用第一性原理,计算了掺杂对单壁碳纳米管能带结构的调制作用。结果证明,硼和氮共掺杂可使金属性单壁碳纳米管的能隙被打开,转变为半导体性纳米管,但并不改变半导体性碳纳米管的导电属性,从而在理论上解释了硼和氮共掺杂调节碳纳米管能带结构的物理机制。这项工作为纳米管电子和光电子器件走向实际应用提供了一条新途径。     

单壁碳纳米管-环氧聚合物合成体电磁干扰屏蔽研究

南开大学化学学院陈永胜研究组与中科院物理所高鸿钧等以及美国宾夕法尼亚州立大学Peter C．Eklund合作，对基于单壁碳纳米管的纳米管-高聚物合成体进行了电学性质的测量和电磁屏蔽效应的研究。他们系统研究了单壁碳纳米管-环氧聚合物合成体的直流电导，得到了不同碳纳米管质量分数（P）样品的电导性质，发现质量分数为15wt％的样品拥有最高的电磁屏蔽效率，其对10MHz电磁波的屏蔽效率约为49dB，对500MHz到1．5GHz区间的屏蔽效率约为15—20dB。     

基于电流体动力学的电驱动纳米模塑技术

目前,作为集成电路以及纳米加工主流工艺的光学光刻技术．由于其受到光学衍射极限的物理限制．在16nm线宽及其以下节点的结构制造中,其技术复杂性和设备制造成本大大增加。纳米压印作为一种高分辨率、高效率、低成本和操作过程简单的技术,引起了各国研究人员的广泛关注。然而纳米压印中不可避免引入的机械压力又会引发纳米结构几何变形、变尺寸结构填充不均匀等问题。本项目针对常规纳米压印存在的问题,基于介电聚合物的电流体动力学行为研究．提出了利用电场力替代机械力的电驱动模塑技术．在保持纳米压印突出优势的前提下．克服或避免了机械压力引发的技术性难题．成功实现了15nm节点结构的高保真复型以及深宽比8的大深宽比纳米结构成型。     

潜心微观世界 立足化学前沿——记南京大学化学化工学院朱俊杰教授

纳米技术是研究结构尺寸在0．1～100纳米范围内材料的性质和应用的技术,它是一门交叉性很强的综合学科,研究内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。     

六维微位移、力全反馈纳米压印装备的关键技术与应用研究

纳米压印光刻（Nano Imprint Lithography，NIL）是面向45nm以下半导体制造工艺下一代光刻技术的主流之一。基于紫外纳米压印光刻是一种在常温和常压下使用的光刻技术，是非常有希望成为未来光刻技术的主流工业技术。多层纳米压印套印对准技术是基于常温紫外纳米压印设备的核心关键技术，该技术是制约紫外纳米压印光刻技术，广泛应用于半导体制造并促其成为主流光刻技术的瓶颈。将并联机构引入纳米压印装备的研制之中，进一步提升纳米压印设备中掩模台和工件台之间的对准精度和定位精度。     

利用表面化学修饰实现纳米结构电子发射性质的周期性调控

国家纳米科学中心&中科院高能所纳米生物效应与安全性联合实验室对碳纳米材料的修饰与基础性质及其生物效应研究方面进行了系列研究。2005年,他们与北京大学第三医院、国家纳米科学中心、中科院化学所研究人员合作,将金属钆(Gd)原子包含在一个约1nm左右的全封闭碳笼内,然后在碳笼外表进行适当化学修饰制成[Gd@C82(OH)22]n纳米颗粒,并利用动物实验、体外细胞实验和生化实验研究了它们的生物效应。结果发现这些纳米颗粒对肝癌细胞的生长抑止效果远远好于目前临床上使用的抗肿瘤药物———顺铂和环磷酰胺。而且他们发现,该纳米颗粒并不直接杀…     

一维ZnO纳米结构的表面发光机理及调控研究

ZnO是一种宽禁带半导体材料,在紫外及紫蓝光发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等光电器件方面具有很大的潜在应用前景.近年来,纳米ZnO材料因其突出的光电性能、丰富的结构形态以及易于生长等特点,成为纳米发光材料与器件研究中新的热点.     

有机小分子原位接枝纳米炭黑的工业制备与应用

本项目旨在对高分散多功能接枝炭黑的工业制备、潜在性能特别是纳米效因、产业上的应用开发及由接枝小分子自组装形成的新结构碳材料的基础研究等进行探索，形成一套具有自主知识产权的技术体系。     

在铝及其合金表面制备仿荷叶表面超疏水结构

太赫兹（THz）辐射源是THz技术应用的关键器件。基于半导体的THz辐射源有体积小、易集成等优点。中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室曹俊诚等与加拿大国家研究理事会微结构研究所等单位合作，采用半导体共振光学声子设计和双面金属波导结构研制成功了激射频率为2．9THz的量子级联激光器。研究人员并进一步表征了一组除掺杂浓度外其它参数均相同的THz量子级联激光器，研究发现，     

纳米生物技术发展现状及展望

一、纳米生物技术发展现状 1.纳米生物分析与诊断技术 在生命科学研究领域,生物分析研究手段微型化、平行实验能力、灵敏度等一直有待于改进.采用普通荧光标记方法有精度和分辨率的限制,高通量生物分析体系的设计又受放大方法的速度和成本这一瓶颈制约.采用生物分子的纳米粒子(如量子点)标记的纳米生物分析技术平台则可以突破这些限制.量子点是胶状的纳米晶态半导体,由于其具有独特的发光性,已作为一种新的发光探针而备受关注.     

纳米

从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下(注1米=100厘米,1厘米=10000微米,1微米=1000纳米,1纳米=10埃)。即100纳米以下,因此定义:颗粒尺寸在1-100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的,后来相继问世的有纳米半导体薄膜,纳米陶瓷、纳米瓷性材料、纳米生物医学材料等。材料是一切事物的物质基础。从科学技术发展的历史看,一种崭新技术的实现,往往需要崭新材料的支持。如果     

铁电陶瓷在铁电-反铁电相变附近存在可逆热释电响应

锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷是一种极其重要的信息功能材料,组成上位于铁电(FE)-反铁电(AFE)相界附近的PZT基陶瓷材料因具有丰富的相结构和外场诱导相变特性,是研究铁电体相结构、铁电相变理论以及发展机-电、热-电能量转换和存储等多种应用的优选材料之一。本研究对PZT基材料在不同电场、温度和频率下的电滞回线(P-E)进行了系统测试和分析,理论拟合发现其电滞回线面积、剩余极化强度和矫顽场与频率、电场和温度均很好地满足幂函数关系。对La、Sn改性的PZT基铁电陶瓷在电场、温度场作用下的相变行为进行了研究,发现其中存在一种电场诱导产生的亚稳态铁电相(FEIN),该FEIN相随温度升高而失稳,发生FEIN-AFE相变。经电场极化的PLZST陶瓷(La、Sn改性PZT)在此FEIN-AFE相变附近热释电系数可高达160×10-8Ccm-2K-1,同时施加偏置电场可获得可逆热释电响应。     

三元硼碳氮化合物单壁纳米管的直接合成

本文研究以Fe-Mo/MgO作为催化剂,甲烷、硼烷、乙二胺为反应源气体,采用偏压辅助热丝化学气相沉积(HFCVD)方法直接合成了三元硼碳氮化合物单壁纳米管(BCN-SWNTs)。合成的BCN-SWNTs的结构类似于单壁碳纳米管,B和N原子取代了部分C原子的位置,从而3种原子形成了三元共价化合物纳米管,其中N含量在3—8atom%之间,B含量在2—4atom%之间。并通过透射电镜能量过滤元素成像等手段,证明B、C、N三种元素均匀地分布在单壁纳米管中。不同于碳纳米管由于复杂的手性问题导致的性质不可控性,硼碳氮纳米管的电子结构主要依赖于它的化学组分,与其几何手性无关,而且预测其能隙可以在石墨和氮化硼(0.0—5.5eV)之间调节。这些特有的性质为实现纳米管在电子和光电子等领域的应用开辟了新的途径,有望实现从性质不可控的碳纳米管电子器件到性质基本可控的硼碳氮纳米管电子器件的突破。     

GA20ox基因过表达木材品质性状及其转基因纳米纤维素改良纸浆性能研究

赤霉素通过促进细胞分裂调控树木生长发育，但有关赤霉素对于木材品质性状影响的研究报道较少。利用木质部特异表达的糖基转移酶8D1(GT8D1)启动子驱动GA20ox基因的表达，可以改良木材品质性状和纸张性能。实验构建GT8D1启动子驱动GA20ox基因在杨树中过表达获得转基因杨树，并在温室中扦插后得到转基因株系供试。取两年生转基因植株，分析木质素、纤维素等组分含量及其木材结构变化。结果表明，在GT8D1启动子驱动下，GA20ox基因的过表达加速了杨树转基因植株赤霉素的合成，刺激了形成层细胞分裂和树木的生长，有利于转基因植株的木材物质积累。转基因株系的木质素中紫丁香基单体（S）与愈创木基单体（G）的比值显著提高。通过TEMPO氧化法制备纳米纤维素，发现转基因杨树样本的纳米纤维素直径显著增加。以漂白松木浆为基础，分别添加5%浓度的转基因和非转基因材料制备的纳米纤维素进行纸张性能测试。分析显示，与对照组相比，转基因纳米纤维素(GM-nanocellulose)纸样纸张抗拉强度和耐破强度提升显著增多。研究结论为利用现代遗传工程技术改良制浆造纸原料物理性质和化学组分，优化制浆造纸新工艺，发展绿色、低...     

温度和pH值双控超疏水与超亲水可逆转变薄膜材料

中科院紫金山天文台徐伟彪与美国亚利桑那州立大学管云彬及加州理工学院G．J．Wasserburg等合作，利用离子探针仪，在原始碳质球粒陨石的难熔包体和球粒中发现了短寿命放射性核素^36Cl（平均寿命为43万年）的衰变证据。研究人员并根据其他短寿命核素证据，认为^36Cl不会来源于超新星爆发和AGB恒星，而是来源于太阳系早期存在的高能粒子辐射。     

纳米制造科学与技术中的基础问题研究进展

纳米制造是支撑纳米技术、信息技术和生物技术走向应用的基础．是制造业发展的方向。而纳米制造科学与技术中的基础问题．则是研究纳米制造的根本。本文在概述了纳米制造的基本概念之后,详细介绍了国内外纳米制造科学与技术中基础问题的研究进展．并在最后对于纳米制造科学与技术的未来研究进行了展望。     

国际地层委员会采纳我国学者提出的全球寒武系四统划分方案

纳米贵金属具有优良的催化性能，但表面存在大量活泼原子的纳米粒子通常很不稳定，容易发生团聚和氧化，从而影响了其催化性能。PAMAM是一种纳米尺度的树枝状柔性有机大分子，而介孔SiO2具有刚性孔道，它们为材料的负载提供了优良的载体。基于此，中科院上海硅酸盐所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室高秋明研究小组利用PAMAM和介孔Si02结合构成了Gn-PAMAM-SBA-15（n=1-4）有机-无机杂合体系。     

高密度、低功耗电阻式相变存储器技术研究

相变随机存储器是一种电阻式存储器,它以硫属化合物为储存介质,利用电流产生的热量使材料在晶态（低阻相）与非晶态（高阻相）之间相互转换实现信息的写入和擦除,信息的读出则靠测量材料在晶态和与非晶态时电阻的变化来实现。相变随机存储器具有尺寸越小、工作面积越小、操作电流越小、功耗越低及性能越优越的特点,非常有利于存储密度的提高,极其适合用作下一代高密度、低功耗随机存储器。相变存储器表现出的技术优势还包括：制造工艺简单（能和现在的集成电路工艺很好地匹配）、高速擦写、读写寿命长、可多值存储、抗辐射等。由于相变存储器表现出的显著技术优势,国际半导体工业协会认为,相变存储器最有可能成为下一代半导体存储器主流产品。     

能量存储:基于全新原理的“纳米弹簧”

许多机械装置如钟表、玩具等都采用弹簧来驱动,其能量的存储与释放是通过弹簧内部原子间距的变化来实现的。但是这种原子间距的变化(即弹性变形)所能存储的体能量密度相对很低,如何提高能量的转换效率以及材料存储的能量密度是当前材料科学理论和实验研究共同关注的一个问题。本研究利用金属钨单晶纳米线在加载时独特的孪晶变形行为,提出了一个可以在纳米尺度下高效存储与释放机械能的新原理,并据此设计了相应的纳米装置——纳米弹簧。与块体弹簧不同,本文提出的纳米弹簧通过表面原子的重构来实现能量的存储与释放。进一步的计算还表明,由于金属钨孪晶界面的移动阻力非常小,金属钨纳米弹簧的能量转换效率可以达到98%;同时该纳米弹簧存储的体能量密度可以超过钟表发条的1600倍,并具有30%的应变以及3GPa的驱动应力。     

2009年度中国基础研究十大新闻

1．北京正负电子对撞机重大改造工程通过国家验收 2．查明中国陆地生态系统的碳平衡状况 3．揭示A1型短指症致病机理 4.发现β-抑制因子-2复合体信号缺损可导致胰岛素耐受 5．实验证实诱导性多能干细胞具有发育全能性。