我科学家发明制备半导体多晶纳米管新方法

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(物理化学专业论文)低维(VIa族化合物)半导体纳米材料的制备及表征

(物理化学专业论文)低维(VIa族化合物)半导体纳米材料的制备及表征

⑧浙江大学博十学位论文第一章绪论纳米是一种长度度量单位,即米的十亿分之一。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1一100m)或者由它们作为基本单元构成的材料。

广义地说,纳米材料是泛指含有纳米微粒或纳米结构的材料。

1.1.1纳米材料的诞生及其发展早在】8世纪60年代,随着胶体化学的建立,科学家们就开始了对纳米微粒体系(胶体)的研究。

到20世纪50年代末,著名物理学家,诺贝尔奖获得者理查德·费曼首先提出了纳米技术基本概念的设想。

他在1959年12月美国加州理工学院的美国物理年会上做了一个富有远畿鬈0意黑2=:盏:篙翼盎:见性的报告,并做出了美妙的设想:如果有一天可以按人的意志安排一个个原子,那将会产生怎样的奇迹?理查德·费曼先生被称为“纳米科技的预言人”。

随后,1977年美国麻省理工学院的学者认为上述设想可以从模拟活细胞中生物分子的研究开始,并定义为纳米技术(nanotcchnology)。

1982年Binining和Rohrer研制成功了扫描隧道显微镜(s1M),从而为在纳米尺度上对表面进行改性和排布原子提供了观察工具。

1990年美国IBM公司两位科学家在绝对温度4K的超真空环境中用sTM将Ni(110)表面吸附的xe原子在针尖电场作用下逐一搬迁,⑧浙江大学博士学位论文电子既具有粒子性又具有波动性,因此存在隧道效应。

近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观的量子隧道效应。

量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础,或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。

例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而溢出器件,使器件无法正常工作,经典电路的极限尺寸大概在O.25um。

目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。

材料科学:材料科学与工程考试题及答案(最新版)_2.doc

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材料科学:材料科学与工程考试题及答案(最新版) 考试时间:120分钟 考试总分:100分遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。

1、判断题 MMC 具有比其基体金属或合金更高的比强度和比模量。

本题答案: 2、单项选择题 形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的( )。

A.1/3 B.2/3 C.3/4 D.1/2 本题答案: 3、填空题 在通常的加工条件下,聚合物形变主要由高弹形变和粘性形变所组成。

从形变性质来看包括( )和( )两种成分,只是由于加工条件不同而存在着两种成分的相对差异。

本题答案: 4、填空题 铁路旅客运输服务质量是指铁路旅客运输服务l 本题答案: 9、问答题 当锌向铜内扩散时,已知在x 点处锌的含量为2.51017个锌原子/cm3,300℃时每分钟每mm2要扩散60个锌原子,求与x 点相距2mm 处锌原子的浓度。

(已知锌在铜内的扩散体系中D0=0.3410-14m2/s ;Q=4.5kcal /mol ) 本题答案:姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------10、填空题材料力学性能的硬度表征:布氏硬度、()、维氏硬度等。

本题答案:11、单项选择题下列选项中,不是催化剂的原理的是()A.吸附表面催化B.生成中间化合物(中间体)C.传递电子D.加快反应速率本题答案:12、填空题塑料的品质指标有()、()和()。

本题答案:13、填空题聚合物液体在管和槽中的流动时,按照受力方式划分可以分为压力流动、收敛流动和拖拽流动按流动方向分布划分()、()和()。

半导体纳米材料的制备与应用

半导体纳米材料的制备与应用

半导体纳米材料的制备与应用随着材料科学技术的不断进步,半导体纳米材料在能源、生物医学、信息等领域的应用逐渐扩大。

因此,半导体纳米材料的制备与应用在学术研究和实际生产中得到越来越多的关注。

一、半导体纳米材料的制备方式半导体纳米材料的制备方式分为以下几种:1. 生长法。

生长法是指通过化学气相沉积、物理气相沉积、溶胶-凝胶法等方法,在载体表面或表面上制备半导体纳米材料。

其中,化学气相沉积法是一种常见的方法,通过分解含有半导体元素的气体,在高温下使半导体元素沉积在基底表面形成纳米颗粒。

2. 结晶法。

结晶法是指利用溶解度差异,控制晶体的生长方向,使半导体原子在液相或气相中集聚,形成纳米晶体。

3. 纳米压缩。

纳米压缩是一种通过压缩纳米粒子形成纳米材料的制备方法。

将半导体粉末或纳米颗粒放置在高压环境下,通过物理力量作用将颗粒压缩合成一体。

二、半导体纳米材料在能源领域的应用半导体纳米材料在能源领域的应用主要体现在太阳能电池、燃料电池、电解水产氢等领域。

1. 太阳能电池。

半导体纳米材料的能带结构具有催化光解水的能力,在太阳能电池中可以作为光阳极材料使用。

例如,TiO2纳米颗粒能够在紫外光下吸收能量,激发电子移动,从而产生电流。

2. 燃料电池。

在燃料电池中,半导体纳米材料主要用作电解质材料。

例如,ZnO纳米材料的高比表面积可以增加电化学反应的速率,从而提高燃料电池的效率。

3. 电解水产氢。

半导体纳米材料也可用于电解水产氢。

例如,SrTiO3纳米晶体可以催化水的分解,产生氢气。

三、半导体纳米材料在生物医学领域的应用半导体纳米材料在生物医学领域的应用主要包括药物输送、生物成像、诊断和治疗等方面。

1. 药物输送。

半导体纳米材料可以被功能化,被用于靶向治疗。

例如,纳米尺寸的Ag2S可以被表面改性,在低温条件下,可以被利用于药物的送递。

2. 生物成像。

半导体纳米颗粒因为其在可见光区域透明度高而被用于生物成像。

例如,Ag2S纳米晶体可以通过荧光显微镜成像,用于癌细胞等组织分析。

科学家成功将单光子源用于量子通讯技术

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对零 度 O1 的硅 晶片 上 。 .度 般而言,专家将超导体视为理想 的绝缘体,因为它们不同寻常的热导效应。这些新的
我国致力于氯化镓紫外探测嚣研发 我 国在氮化镓紫外探测器的研究上, 单元探测器的系列关键技术取得了突破, 研制成功 了氮化镓紫外探测器。 探测器的主要性 能指标达到了较高水平 , 中探测器的光电流响应率 其 般均 达到 O1A W 以上 ,探测 器 的结 构采 用 pn或 p .0 / i n结型 或 Sh ty结 型光 电二极 管方 cot k 式 ,直径 O r 的 p . m 5 a n结的零偏压 电阻值一般在 10 / 0Mr以上 ,可 以用作各类紫外产 品的传
时候使用 。这种单光子源非常适合未来大规模量子通信和线性光量子计算的实现 。 研 究人 员致 力 于得 到原 子集 合 中单 次激 发 的长效 记 忆时 间 , 以及 如何将 单 次激 发高 效 的
转化为单光子。在实验中,他们利用 了拉曼散射 。当激光撞击到原子时, 单次激发能转化为 单光子 。 探测新得到的光子能得到单 自旋激发, 这能产生量子记忆。单 自旋激发能在预定时
性 。一旦拥有充足 的单光子源,量子系统就能 以接近光速的速度传递信息 。 强大 的量子计算机能解决现有计算机无法解决的问题 , 而量子密码算法能为体系提供更 好 的安全保证 。 在过去的数年间,科学家利用各种方法得到了单光子源 : 如量子点等 ,但是
这些 方法 都存 在缺 陷,有 的 生产 方 法太 复 杂 ,有 的产量 太低 。 现在,Sui hn h a C e 等学者利用原子 的量子记忆效应得到并保存了单光子,以便Байду номын сангаас需要的

感 器探 头 。

氮化镓是新一代宽禁带半导体材料 , 禁带宽度达到 3 e 利用这种材料研制的探测器, . V, 4 只 对波 长 小于 3 0m 的紫 外线 响应 , 主要 响应 区域覆 盖 了( A和 UVB波 段 。由于 具有特 7r i UV ) 有的可见光不 响应的所谓可见抑制效果, 因此测量紫外光时不需要滤光片来抑制可见引起 的 “ ”信号,量子效率较高 , 假 应用中容易获得较高 的灵敏度。手机上携带的紫外探测器能够 探测到人眼察觉不到的环境紫外线辐射强度, 能够主动提示用户采取防护措施。 它特别适合

半导体纳米材料的制备方法

半导体纳米材料的制备方法

半导体纳米材料的制备方法半导体纳米材料是指尺寸在纳米尺度下的半导体材料。

由于其尺寸效应和表面效应,半导体纳米材料通常具有与宏观材料不同的物理和化学性质,因此在能源、电子学、光学等领域具有广泛的应用前景。

下面将介绍一些常见的半导体纳米材料制备方法。

一、溶液法制备溶液法是制备半导体纳米材料最常用的方法之一、常见的溶液法包括溶胶-凝胶法、热力学控制法和溶剂热法等。

1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是通过溶胶的水解和聚合形成凝胶,再通过热处理使凝胶脱水和烧结从而制备半导体纳米材料。

该方法适用于制备SiO2、TiO2等氧化物纳米材料。

2.热力学控制法热力学控制法是通过调节溶液中的反应条件,如温度、浓度和pH值等,控制反应平衡,从而使半导体纳米材料在溶液中自发形成。

该方法适用于制备Ag2S、ZnS等硫化物纳米材料。

3.溶剂热法溶剂热法是通过将半导体材料的前驱体溶解在有机溶剂中,在高温和高压条件下进行反应,从而制备半导体纳米材料。

该方法适用于制备CdSe、CuInS2等半导体纳米材料。

二、气相法制备气相法是指通过气相反应制备半导体纳米材料。

常见的气相法包括化学气相沉积法、气溶胶法和热蒸发法等。

1.化学气相沉积法化学气相沉积法是通过将气相中的前驱体输送到反应室中,在适当的温度和压力下反应生成纳米材料。

该方法适用于制备SiC、GaN等半导体纳米材料。

2.气溶胶法气溶胶法是通过将溶胶颗粒悬浮在气体中,然后通过热化学反应或凝胶化反应使颗粒转变成纳米颗粒。

该方法适用于制备TiO2、ZnO等氧化物纳米材料。

3.热蒸发法热蒸发法是通过将材料加热至高温,使之蒸发沉积在基底上形成纳米材料。

该方法适用于制备Au、Ag等金属纳米材料。

三、物理法制备物理法是指通过物理手段制备半导体纳米材料。

常见的物理法包括电沉积法、激光烧结法和机械合金化法等。

1.电沉积法电沉积法是通过电化学反应使半导体离子在电极上沉积形成纳米材料。

该方法适用于制备Cu2O、ZnO等半导体纳米材料。

李亚栋-纳米晶的通用方法

李亚栋-纳米晶的通用方法

创新性科研团队案例研究:清华李亚栋团队aimit 2009-09-30 16:48 发表创新性科研团队案例研究:清华李亚栋团队清华大学李亚栋团队:纳米晶合成的通用策略李亚栋是清华大学化学系的教授,最让他出名的是他和他的团队2005年在《Nature》杂志上发表了论文“纳米晶合成的通用策略” ,这是清华大学也是中国科学界的一个重大新闻,作者就是通过这件事知道李亚栋教授的大名的。

后来作者在与美国佐治亚理工大学的张京京(Jingjing Zhang)博士合作做一项有关中国纳米科技研究状况及政策的研究时,发现:1995-2004年期间,在SCI系统中纳米科技论文被引用最高的中国(大陆)科学家,李亚栋(Li, YD)排名第二!这些促使我对李亚栋教授及其团队产生了强烈的好奇。

我访问了他的个人网址,并希望有机会对他进行面对面的访谈。

2007年6月20日,我和佐治亚理工大学的博士生Jue Wang终于对他进行了访谈。

在此之前,由于我被安排指导化学系博士生毕业前“现代科技革命与马克思主义”课程论文的写作,有机会接触了李亚栋教授的几位博士生,并对他们进行了访谈,了解到了李亚栋教授及其研究团队的一些情况。

李亚栋,1964年11月出生,现任清华大学化学系教授,博士生导师,教育部长江特聘教授;无机化学研究所所长,系学术委员会主任。

他1982年至1986年,在一家很普通的大学安徽师范大学读化学专业;毕业两年后,1988年考入中国著名大学中国科技大学应用化学系读硕士研究生,1991年毕业,后留校任教。

期间,1995年至1998年在职攻读博士学位,师从名师钱逸泰教授。

1998年入选首批清华大学“百人计划”,1999年3月调入清华大学化学系任教授和博士生导师至今。

李亚栋教授获得多项重要奖励。

2000年获国家杰出青年科学基金(2007年他指导的一位2004届博士王训也获得了该项奖励。

笔者听过他对清华博士生新生介绍科研经验,他说:[从时间上讲]自从他从西北大学考入清华大学李亚栋博士生后,李亚栋的声名不断上升。

纳米级晶体管的设计和制备

纳米级晶体管的设计和制备

纳米级晶体管的设计和制备随着信息技术的不断发展,我们对芯片的要求也越来越高,而晶体管作为芯片的核心部件,其制备的精度越来越高。

纳米级晶体管是一种能够完成高速高精度处理的芯片核心部件,其制备的难度也越来越大。

本文将主要介绍纳米级晶体管的设计和制备。

一、纳米级晶体管的设计纳米级晶体管的设计主要涉及到电源、晶体管、输出等方面的问题。

其中,晶体管的设计是最主要的部分。

那么如何设计纳米级晶体管呢?首先,在设计晶体管时需要考虑其材料选择、出现尺寸、晶体管的形状等因素。

首先,晶体管的材料选择需要优化,一般来说,纳米级晶体管采用的材料是硅或者碳纳米管等。

其次,晶体管应该尽量小,晶体管的出尺寸越小,其速度和功耗就越低。

最后,在考虑晶体管的形状时,曲线设计能够降低电阻,从而提高晶体管的性能。

其次,我们需要考虑电源的问题,纳米级晶体管需要电压较低的电源才能工作。

因此,电源的设计需要优化,适当降低电源的电压,以满足晶体管的工作需要。

最后,输出设计是很关键的一步,一般来说,输出设计需要考虑输出的可靠性和速度。

在设计输出时,需要考虑输出的延迟和功率消耗,保证输出的稳定性和可靠性。

二、纳米级晶体管的制备制备纳米级晶体管主要是通过电子束、光刻、化学气相沉积等技术来实现。

从制备材料、制备工艺的选择、制备过程的优化等方面,来探讨纳米级晶体管的制备。

首先,在制备材料时,我们需要选择高纯度材料,以保证晶体管的质量。

在选择材料时,我们需要考虑材料的物理和化学性质,以及它们在纳米级晶体管中的应用。

现在,硅和碳纳米管被广泛应用于晶体管的制备中。

其次,在制备工艺的选择中,需要根据不同的制备工艺来优化纳米级晶体管的性能。

在工艺制备方面,电子束、光刻、化学气相沉积等技术广泛应用于晶体管的制备中。

其中,化学气相沉积是最常用的技术之一。

它可以通过控制气相反应条件来合成晶体管。

最后,在制备过程的优化中,需要确定制备参数、工艺流程、材料的物理化学性质等,并对其进行严格控制。

纳米线晶体管的设计和制备

纳米线晶体管的设计和制备

纳米线晶体管的设计和制备随着现代科技的不断发展,越来越多的研究者开始关注纳米科技领域,例如纳米线晶体管技术的设计和制备。

这种新兴技术具有广泛的应用领域,如生物医疗、计算机科学等等。

接下来,我们将探讨纳米线晶体管技术的一些原理、设计和制备方法。

纳米线晶体管的原理纳米线晶体管是一种可以在纳米级别上控制电子运动的电子学元件。

其原理基于传统管道,即掌管电子流的管道。

然而,纳米线晶体管不同于传统晶体管,它的电子传输不是通过一个关闭的开关,而是通过控制电子在小纳米管中的运动来实现的。

具体来说,当电子输入纳米线晶体管时,它们必须通过纳米线的长度。

由于管道非常短,因此电子传输速度会很快。

但是,当电子碰到管道上的边缘时,它们会通过管道反弹。

此外,电子在管道中的运动速度取决于环境温度,这也可以通过控制操作环境的温度来调节。

这就是纳米线晶体管的原理。

纳米线晶体管的设计在设计纳米线晶体管时,最基本的考虑是纳米管的尺寸。

这种元件的性能取决于它的几何形状和化学结构。

因此,纳米线晶体管的尺寸必须被视为一个重要的设计变量。

与传统的晶体管相比,纳米线晶体管通常需要更小的管道来控制电子的运动。

然而,纳米线晶体管的设计还需要考虑到一系列因素,包括材料和制造工艺的选择。

例如,纳米线晶体管可以由不同的材料制成,如金属、半导体材料和多层薄膜。

对于不同材料的纳米线,其电子传输性能也不尽相同。

此外,制造过程中的缺陷也会影响电子在晶体管中的传输性能。

当然,设计纳米线晶体管时还需要考虑其用途。

在生物医疗领域,纳米线晶体管可以用于治疗和诊断,因此设计时必须考虑患者的安全和数据隐私等因素。

在计算机科学领域,纳米线晶体管可以用于制造更快速、更高效的电脑芯片,因此设计时必须选择合适的材料和工艺,以满足需求。

纳米线晶体管的制备方法在制备纳米线晶体管时,常用的方法是化学气相沉积法或电化学沉积法。

化学气相沉积法是一种将预先定义的化学品混合到气体中,然后将其在高温条件下借助化学反应进行沉积的方法。

半导体晶体管的制造和应用

半导体晶体管的制造和应用

半导体晶体管的制造和应用半导体晶体管是当今世界上最重要的发明之一,因为它在电子设备中扮演着至关重要的角色。

在过去的数十年里,随着电子技术的快速发展,半导体晶体管已经逐渐取代了真空管,并成为现代电子设备的核心组件。

本文将介绍半导体晶体管的制造和应用。

一、半导体晶体管的制造半导体晶体管制造的过程很复杂,需要经过多个工艺步骤才能生产出高质量的晶体管芯片。

以下是晶体管制造的一般步骤:1.准备硅片:首先需要将硅片切割成特定的形状和大小。

在这个过程中,人们需要同时处理硅片的表面和底部。

2.制造掺杂区:制造出N型区和P型区,使用氧气氧化硼片,得到一定的浓度,掺杂过程中会伴随着高温退火。

3.添加电极:在硅片的表面添加栅极和端子,完成最终的晶体管芯片制造。

二、半导体晶体管的应用半导体晶体管在电子设备中有着广泛的应用。

以下列举了晶体管的一些主要应用:1.放大器:晶体管可以被用来放大电信号,从而实现声音和图像的放大,能够保留信号的质量。

2.开关:晶体管可以被用来控制高电压或高电流,当电压或电流达到一定值时,晶体管可以切断电源,以保护电路或设备。

3.计算机:晶体管是计算机的核心组件,它们可以被用来构建逻辑门和微处理器,这些芯片负责处理和存储信息。

4.无线电:晶体管可以被用来制造可调谐器和振荡器,这些设备可以用来调节和传输射频信号。

5.光电子学:晶体管可以被用来制造光电子器件,如激光器、接收器和发射器,这些器件可以用来处理数字信号等。

三、总结半导体晶体管是当今电子设备中不可替代的核心组件之一,它们的制造和应用已经得到了广泛的探索和运用。

因此,进一步深入研究和发展半导体晶体管技术是至关重要的。

我们相信,在不久的将来,半导体晶体管将继续带领着电子技术的发展,创造更多的惊人成就。

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摘 自《 中国计 算机 报》 我科 学 家发 明制 备 半导 体 多 晶纳 米 管新 方 法
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