石墨烯纳米结构图形化技术取得新进展

中国科学院物理研究所／北京凝聚态物理国家实验室张广字研究组在石墨烯纳米结构图形化研究方面取得系列成果：发现一种石墨烯面内各向异性刻蚀效应（AdvMat．2010,22：4014）：并以此为基础,实现了锯齿形边缘石墨烯纳米结构的精确加工和剪裁（AdvMat,2011,23：3061）：进而研究了锯齿形边缘石墨烯纳米带的电声子耦合效应（Nanoletters,2011,11：4083）。     

衬底温度对掺杂硅基薄膜结构的影响

采用双离子束溅射沉积法制备的掺杂硅基Si-SiO2和Al-Si-SiO2薄膜,实验中通过改变基片温度获得不同条件下的样品.测试发现,当基片温度低于450℃时,两种薄膜的XRD谱图中并未有明显的晶态峰存在,说明薄膜中并未形成晶态结构,样品的选区电子衍射花样的TEM测试结果也证明如此;当基片温度高于450℃时,XRD谱图中才呈现出几个微弱的晶态峰,说明薄膜中可能有Si或A1的晶粒出现.样品的XPS测试结果表明,Si-SiO2薄膜在温度较低时表现为欠氧富硅的结构SiOx(x ＜2),薄膜中的Si主要是以氧化物的形式存在,当基片温度高于450℃时,根据Si的XPS特征峰的硅双峰结构能够确定薄膜中的硅形成了较显著的硅的原子团簇.而对于Al-Si-SiO2薄膜,Al主要是以单质铝的形式存在,Si是以氧化物的形式存在,实验中可以通过改变靶材中铝片的面积大小,改变薄膜中的铝和硅的含量.     

密度梯度离心分离法研究银纳米片边缘晶面的反应活性

利用密度梯度法对纳米银片进行离心分离,在分离过程中使用巯基乙醇对银片进行轻度刻蚀。用透射电镜、紫外可见分光光度计对分离后的各层样品进行表征,结果表明：不同尺寸的银纳米片的边缘具有不同的反应活性,不同晶面的晶区大小同样影响银纳米片的反应活性;在银片边长为(135±5)nm时存在一个尺寸阈值,低于此尺寸阈值,银片(110)晶面的反应活性高于(100)晶面的活性,而高于此尺寸阈值,(100)晶面的活性高于(110)晶面的活性。     

低能N+注入诱导拟南芥变异及突变体特异表达cDNA克隆

低能N+离子注入拟南芥引起处理当代(M0)种子的萌发率降低,并且降低的幅度随剂量的升高而增大.较高剂量离子处理的M2代植株中出现了较明显的表型变异,包括黄化、半致死、形态变异以及开花结实性状的改变等.对M2代植株进行随机引物扩增多态性DNA(RAPD)分析的结果表明,离子注入处理的拟南芥中有RAPD条带的缺失或增加,且变化频率与离子注入的剂量相关,而对照未发现有明显变化.80次剂量处理的M1代植株中有一株特别矮小,为典型的矮化变异体.以它的一个稳定的M6代矮化突变体T80II为材料,用PCR增效的减法杂交技术,构建减法文库,克隆特异表达的cDNA片段,其中1个712 bp的片段与GRF基因有部分同源性.     

矩形平面直流磁控溅射装置工作区域磁场分析

通过分析磁场对磁控溅射过程的影响,总结出了矩形平面直流磁控溅射装置工作区域磁场的设计原则,并给出了两种磁体结构.采用有限元方法对一套装置的磁场进行了计算,磁场计算结果与测量值吻合较好.基于上述分析计算,研究了磁场分布对靶材刻蚀形貌的影响,并进一步提出了具体的磁场改进措施.采用分流条垫补方法可以改进磁场分布,如果磁场水平分量呈马鞍形分布,靶材的利用率可以提高,采用磁极斜面结构对磁场分布的改进意义不大.另外,错开磁体间安装接缝和对永磁体精确充磁能够有效提高工作区域磁场分布的均匀性.     

放射性离子束9C的细胞生物学效应

首先介绍了重离子束治癌的特点及当前的技术进步, 着重讨论了放射性离子束(RIB)在肿瘤治疗上增添的优势, 详细叙述了在日本放射医学综合研究所(NIRS)重离子医用加速器(HIMAC)上旨在肿瘤治疗的放射性离子束 C 的实验研究, 包括束流产生、参数优化、深度物理剂量分布、细胞辐照后的存 9活效应以及 C 和 C 束的相对生物效率(RBE)比较. 最终结果: 在40 mm 厚铍靶、10 mm 厚铝降能器、 9 125%动量接收度时, 采用 430 MeV/u、1.8×109 粒子/s 的初试束 C, 得到的 C 束的产生率为 9.07×10?6, 12 9纯度为 82.88%, 采用点扫描技术时, 在直径为 10 mm 的中心面积内, 可获得均匀度为 89.6%的辐照场,这时在入口处的剂量率为0.5Gy/h. 在Bragg峰附近范围内的细胞存活实验中, C束的平均RBE为5.28, 9而 C 束的平均 RBE 为 2.93, C 束的 RBE 要比 C 束的高1.8 倍, 这显示 C 束在 Bragg 峰附近范围内, 12 9 12 9对细胞的杀伤力要比 C 强, 在肿瘤治疗上会更有效. 12     

利用约束刻蚀剂层技术提高硅的化学刻蚀分辨率

高分辨率刻蚀技术对于微机械及微电子器件的加工具有十分重要的意义.虽然光刻技术仍处于主导地位,但近年来许多新颖的微加工方法相继问世.其中,扫描电化学显微镜(SECM)用于表面加工的研究颇受注目.SECM刻蚀的主要原理是,利用精密定位系统使微电极接近样品表面,微电极电生刻蚀剂,刻蚀剂扩散到样品表面发生刻蚀反应,产生刻蚀图样.SECM刻蚀分辨率主要取决于微电极的尺寸,但刻蚀剂的横向扩散往往会对SECM的分辨率产生较大影响最近,田昭武等人提出了一种可进行高分辨率微加工的新方法——约束刻蚀剂层技术(CELT).其主要思路是在溶液中加入可与电生刻蚀剂快速反应的“捕捉剂”,使刻蚀剂的寿命大幅度缩短,其扩散层急剧变薄,从而可使刻蚀反应具有高度的距离敏感性,刻蚀分辨率得到极大改善.     

石墨表面纳米级直接刻蚀的研究

利用扫描隧道显微镜(STM)对导体和半导体表面进行纳米级超微加工,不仅在理论上可深化对表面原子和分子运动规律的认识,以及介观物理、量子力学等基础科学的研究,而且有着潜在的应用前景,如制作高密度存储信息元件和纳米尺度的电子元件等。目前,这方面的工作已取得了一些进展。我们用自行研制的STM,采用在针尖与样品之间施加长脉冲电压的方法对石墨表面进行了直接刻蚀,得到了各种字体和图案。