打印有序納米結(jié)構(gòu)和自組裝(2)-資料下載頁(yè)
2025-05-01 03:29本頁(yè)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(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)，為構(gòu)筑更微型的線路提供了契機(jī) 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(kù)倫阻塞效應(yīng)，利用當(dāng)前的微電子技術(shù) ——互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)和制備場(chǎng)效應(yīng)晶體管 標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)有序陣列的 AFM圖像 (b)和 (c)為將五條 Ge/Si量子點(diǎn) /線在 1000℃ 退火 5min后得到的亮場(chǎng)和暗場(chǎng)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(guò)熱處理在硅基地上生長(zhǎng)，形成具有高電荷存儲(chǔ)能力的 互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體電容器 高性能電容器 單電子存儲(chǔ)器 ?利用庫(kù)倫阻塞效應(yīng)，可設(shè)計(jì)具有高存儲(chǔ)性能的 單電子存儲(chǔ)器 “T”形存儲(chǔ)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(diǎn)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(jì) 量子點(diǎn)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(qiáng)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(guò)濾器 ?是指控制 光 在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)通過(guò)的現(xiàn)象，光過(guò)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(guò)濾器的設(shè)計(jì)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(duì)光的吸收性能，這一點(diǎn)也是設(shè)計(jì)納米光過(guò)濾器的依據(jù) 光過(guò)濾器 光子晶體 ?光子晶體就是在微米、納米等光波長(zhǎng)的量級(jí)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(guò)有序孔時(shí)就會(huì)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(gè)方向傳播 光子晶體 ?為提高磁盤(pán)的存儲(chǔ)密度，減小磁盤(pán)尺寸，對(duì)納米磁性材料的研究已經(jīng)成為當(dāng)今的一個(gè)熱點(diǎn) ?1997年，納米結(jié)構(gòu)磁盤(pán)研制成功，由直徑為 10nm，長(zhǎng)度為 40nm的 Co的納米棒周期排列而成，存儲(chǔ)密度高達(dá) 4 1011bit/in2，磁存貯密度比傳統(tǒng)磁盤(pán)提高了 104倍 環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用 ?由于超微粒表面積大、表面活性高等特點(diǎn)對(duì)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(dāng) Ag的含量約為 1%時(shí)，若環(huán)境濕度小于 60%，體系呈現(xiàn)淡黃色；若濕度達(dá)到 80%，體系呈現(xiàn)黑色；再通過(guò)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(jiàn)光的有機(jī)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(zhǎng)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(gè)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(méi)有催化活性，而在氧化物基底表面以及有機(jī)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(duì)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(guò)程中凝結(jié)成塊，使其能夠在較長(zhǎng)時(shí)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(cè)和診斷方面起著十分重要的作用 ?以無(wú)機(jī)納米粒子有序陣列和有機(jī)單分子膜為基底，用于識(shí)別、固定、配對(duì)生物活性物種，可達(dá)到檢測(cè)和操縱生物活性分子的目的 ?例如， Riboh等人設(shè)計(jì)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
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1