打印有序納米結(jié)構(gòu)和自組裝-資料下載頁
2025-04-29 07:07本頁面
【正文】 印技術(shù)、電子束刻蝕技術(shù)、納米掩膜刻印技術(shù)等先進技術(shù)的出現(xiàn)，為構(gòu)筑更微型的線路提供了契機 高密度的納米電路 單電子晶體管 ?單電子晶體管 主要依據(jù)庫倫阻塞效應(yīng)，利用當前的微電子技術(shù) ——互補金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)來設(shè)計和制備場效應(yīng)晶體管 標準的 Si n型溝道MOSFET示意圖 圖 (a) 在平滑 Si基底上組裝的 Ge量子點有序陣列的 AFM圖像 (b)和 (c)為將五條 Ge/Si量子點 /線在 1000℃ 退火 5min后得到的亮場和暗場下的 TEM截面圖 高性能電容器 ?將形成柱狀微區(qū)結(jié)構(gòu)的 PSPMMA的共聚物為掩膜納米刻印技術(shù)和通用的半導(dǎo)體加工技術(shù)相結(jié)合可制備 半導(dǎo)體電容器 。 ?作為“漏極”的二氧化硅和氧化鋁，通過熱處理在硅基地上生長，形成具有高電荷存儲能力的 互補性金屬氧化物半導(dǎo)體電容器 高性能電容器 單電子存儲器 ?利用庫倫阻塞效應(yīng)，可設(shè)計具有高存儲性能的 單電子存儲器 “T”形存儲器元件結(jié)構(gòu)的示意圖 (a) 電極分離式 (b)相互交疊式 量子點光發(fā)射裝置 ?發(fā)光的半導(dǎo)體納米粒子與聚合物薄膜相結(jié)合，可組裝形成新型光發(fā)射材料 ?例如，用 CdSe/CdS核殼結(jié)構(gòu)納米粒子組裝形成的薄膜，就可以直接用于 LED的設(shè)計 量子點光發(fā)射裝置 一維納米材料有序陣列光發(fā)射裝置 ?用高密度碳納米管作為發(fā)射管，可增加發(fā)射電流強度和改善發(fā)射電流的均勻性，可提高激光器的性能 一維納米材料有序陣列光發(fā)射裝置 光過濾器 ?是指控制 光 在一定波長范圍內(nèi)通過的現(xiàn)象，光過濾現(xiàn)象在光通訊方面有廣泛的應(yīng)用。納米材料可用作高效光過濾器的設(shè)計制造 ?復(fù)合材料的變色取決于膜中不同尺寸的金納米顆粒對光的吸收性能，這一點也是設(shè)計納米光過濾器的依據(jù) 光過濾器 光子晶體 ?光子晶體就是在微米、納米等光波長的量級上，折射率呈現(xiàn)周期性變化的一種介質(zhì)材料。按照折射率變化的周期性，可分為一維、二維和三維光子晶體 ?光在一定頻率范圍內(nèi)通過有序孔時就會產(chǎn)生Bragg衍射，形成帶隙。由于多重 Bragg衍射，處于帶隙能量范圍的電磁輻射就不能在光子晶體中的任何一個方向傳播 光子晶體 ?為提高磁盤的存儲密度，減小磁盤尺寸，對納米磁性材料的研究已經(jīng)成為當今的一個熱點 ?1997年，納米結(jié)構(gòu)磁盤研制成功，由直徑為 10nm，長度為 40nm的 Co的納米棒周期排列而成，存儲密度高達 4 1011bit/in2，磁存貯密度比傳統(tǒng)磁盤提高了 104倍 環(huán)境檢測領(lǐng)域的應(yīng)用 ?由于超微粒表面積大、表面活性高等特點對環(huán)境中溫度、濕度、光以及氣氛的變化十分敏感 ?根據(jù)不同材料本身的性質(zhì)可制備出不同的傳感器，比如：溫度傳感器、熱傳感器、紫外傳感器等 ?例：利用 Ag納米顆粒與介孔二氧化硅體系可制備濕敏傳感器。 當 Ag的含量約為 1%時，若環(huán)境濕度小于 60%，體系呈現(xiàn)淡黃色；若濕度達到 80%，體系呈現(xiàn)黑色；再通過加熱處理，使其恢復(fù)到最初的白色 高效能量轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的應(yīng)用 ?用低成本的多晶或納米晶作為材料的光伏電池，在科學(xué)和生產(chǎn)中均有極大地意義 ?目前，光伏電池的發(fā)展主要方向是用吸收可見光的有機染料敏化寬帶隙半導(dǎo)體材料（如多空 TiO2納米粒子薄膜），將電子注入到 TiO2導(dǎo)帶中，形成所謂的 Grtzel電池 ?由半導(dǎo)體納米粒子和導(dǎo)電聚合物混合形成的納米結(jié)構(gòu)薄膜，同樣是研究光伏電池的優(yōu)良材料。這類光伏電池采用長徑比很大的 CdSe納米棒作為修飾材料，其電荷轉(zhuǎn)移特性和能量轉(zhuǎn)化效率都可得到很大提高 催化研究領(lǐng)域的應(yīng)用 ?有序納米陣列在催化領(lǐng)域中應(yīng)用主要有 2個方面： 直接作為催化劑 催化劑的載體 ?不論有序納米微粒陣列還是有序微孔材料，都具有較大的比表面積，都有較好的催化活性 ?例 :塊體 Au基本沒有催化活性，而在氧化物基底表面以及有機分子包覆的 Au納米顆粒有序陣列就表現(xiàn)出較高的催化性能 催化研究領(lǐng)域的應(yīng)用 ?有序大孔或微孔材料是催化劑的重要材料 ?對于納米催化而言，其催化性能與粒子的尺度有很大的關(guān)系 ?將催化劑固定在有序孔中，可防止催化劑在多次催化過程中凝結(jié)成塊，使其能夠在較長時間內(nèi)發(fā)揮催化性能，防止催化劑失效 ?有序納米結(jié)構(gòu)薄膜在生物檢測和診斷方面起著十分重要的作用 ?以無機納米粒子有序陣列和有機單分子膜為基底，用于識別、固定、配對生物活性物種，可達到檢測和操縱生物活性分子的目的 ?例如， Riboh等人設(shè)計了三角形的 Ag納米粒子有序陣列局域表面等離子響應(yīng)（ LSPR）生物傳感器 （ 7）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
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