纳米薄膜材料

1.2纳米线及相关的纳米器件 1.2纳米线及相关的纳米器件
(2)准一维体系的相变行为 美国麻省理工的M.S.Dresselhaus等，用化学 气相沉积法在多孔氧化铝模板中制备了单晶铋纳米 线阵列体系，在磁阻测试中发现了半金属—半导体 的相变行为。
1.3 特种结构、异质纳米复合结构 特种结构、
1999年日本ERATO的 Y.Kondo等，在高真空电子束轰击金 膜，制备了螺状多层纳米线，直径最 细可达0.6nm，为多层共轴纳米管构 成的幻数结构，其高的量子传导预期 可在量子器件中有所应用。 2000年美国Howard大学的M.He 等，直接以金属Ga和 NH 3气体反应制 备了GaN纳米管及纳米线。佐治亚理 工学院的Z.L.Wang等，用高温合成了 β -SiC- SiO x 的共轴及双轴纳米线结构，多层半导体异质结构量子阱材料 具有较高的弹性结构。
1.4 有关异质结构的新制备方法
对于异质结构的制备工作主要有两种途径。 其一是以碳纳米管为模板，在管内填充金属或半导 体，或在管外侧沉积金属或半导体。 另一种途径是根据在一定介质中悬浮的金属纳米棒、 纳米线，半导体纳米线以及碳纳米管等，可以在电 场的驱动下发生定向排列的现象，首先制备悬浮于 介质中的准一维结构，然后在适当的电场驱动下搭 成异质结。
1.1 关于碳纳米管的研究进展
(2)超碳纳米管的研究热潮 继2000年中科院物理所的谢思恩小组，首次制备 了直径为0.5纳米的单臂碳纳米管以来，超细碳纳米 管的研制工作不断取得新进展。日本NEC公司的 S.Iijima等，在不含催化剂的氢气氛中，在石墨棒电 弧放电的阴极产物中，发现了直径仅为0.4nm的单 臂碳纳米管，与此同时，香港理工大学的J.S.Chen 等在多孔 AlPO4 − 5 单晶分子筛孔洞中也制备出了 0.4nm的单臂碳纳米。
1.2纳米线及相关的纳米器件 1.2纳米线及相关的纳米器件
(1)纳米线构成的器件以及p-n结等 1999年日本NEC公司的 Y.Zhang等，以碳纳米管为模板 的固-固反应，制备了碳纳米管和 碳化物纳米棒的异质结，为未来 的异质纳米结构提供了模型。美 国微电子研究中心的H.Ahmed等， 在Si片上用电子束刻蚀，生长了 Si纳米线，组装成了两个单电子 二极管，可作为但电子检测器和 计数器。
1.国际方面的最新研究进展
近几年来，国际上关于纳米材料和纳米结构的 研究出现了新的趋势：①准一维纳米材料包括碳纳 米管、纳米线、纳米丝和纳米电缆等，形成新的研 究热点；②纳米组装材料和纳米结构微阵列的制备 科学和技术的研究，出现了新苗头；③对于纳米材 料奇特物性起因的研究不断深入；④纳米材料和纳 米结构的应用研究不断引起了人们的重视，纳米材 料和纳米结构的制备技术和其他技术相结合，拓展 了人们创新的思路；⑤纳米膜及复合膜；⑥半导体 纳米量子点。
纳米材料及纳米器件研究和发 展的前景
1.1 关于碳纳米管的研究进展
(1)基于碳纳米管的微工具 1999年，美国佐治亚理工学院的W.A.de Heer等利用 碳纳米管具有极高 的弹性极限与电磁共振原理，测得了飞克量级的病毒质量，制备了世界 上最小的纳米秤。 1999 1999年，美国联合信号公司的R.H.Baughman等用单壁碳纳米管制成致动 R.H.Baughman 器（actuator），其在电信号的刺激下，可以产生高于自然肌肉的应力 和高于高模量铁电体的应变，并且仅需要在低操作电压下工作，可望作 为人工肌肉的模型。
纳米线缝衣鞋走路发电
1.2纳米线及相关的纳米器件 1.2纳米线及相关的纳米器件
(1)纳米线构成的器件以及p-n结等 美国UCLA的J.R.Heath等，以化学气相沉积 法合成了Si纳米线，并在Si衬底上用电子束刻蚀出 电子花样，连接纳米线，组装成p型三端插件。 哈佛大学的C.M.Lieber等，以B和P掺杂制备 的p型和n型Si纳米线，交叉搭成p-n结，显示出整流 效应。
1.1 关于碳纳米管的研究进展
(3) 碳纳米管性能的研究 佐治亚理工学院的Z.L.Wang等，用透射电子显微镜 原位分析，测定了多壁碳纳米管的尖端功函为 4.6~4.8eV，在直径14~55nm范围几乎不依赖直径 变化。哈佛大学的C.M.Lieber等，研究了金属碳纳 米管的能隙，发现“锯齿”形碳纳米管的能隙反比 于管半径的平方， “椅”形碳纳米管无能隙。对于 碳纳米管，电、磁、力、热学等性能的研究为将来 微型化，高性能，低损耗等方面的应用打下良好的 基础。
Baidu Nhomakorabea
1.1 关于碳纳米管的研究进展
2000年，Lieber小组研制成功可用于分子计算机的基 于碳纳米管的非挥发性随机处理器。 2000年，美国斯坦福大学H.Dai等用单根半导体属性 的单壁碳纳米管制成化学传感器，可用来检测 NH 3 NO2 等气体分子，当置于这些气体分子中时，传感器电 阻将发生显著变化。基于碳纳米管阵列体系场发射 效应及场发射器件的研究也有大量报道。
2.1技术创新的几个方面 2.1技术创新的几个方面
(2)在结构评估上取得了重要成果 ①在Si衬底上实现了半导体量子点、纳米管和纳米线 阵列生长，利用传统的磁控溅射和有序花样相结合。 ②利用气相输运催化法和有序模板方法，制备了半 导体准一维纳米线和纳米微阵列，并对结构进行了 表征。
2.1技术创新的几个方面 2.1技术创新的几个方面
2.国内近期在准一维纳米材料的 国内近期在准一维纳米材料的 最新研究情况
2.1技术创新的几个方面 2.1技术创新的几个方面
(1)在制备方法上取得的重要突破 发展了超细碳纳米管的制备技术。电沉积高密 度金属片状厚膜的制备技术、有序模板与CVD、电 沉积相结合成半导体和金属微阵列的技术、硅衬底 上碳纳米管和纳米半导体定向生长技术，并成功制 备了各种准一维纳米材料和纳米结构材料； ①用苯热合成方法合成了多壁碳纳米管； ②光诱导下超双亲二元协调纳米结构的设计与制备 ③放声超双疏纳米结构二元协调界面的设计与合 ④有序纳米结构微阵列的制备技术