SiCl_4_H_2为气源低温沉积多晶硅薄膜低温电学特性的研究
SiCl4/H2为气源低温沉积多晶硅薄膜低温电学特性的研究*
刘丽娟1,罗以琳1,黄 锐1,2,林璇英1
(1.汕头大学物理系,广东汕头515063;2.南京大学物理系,固体微结构物理国家重点实验室,江苏南京210093)
摘 要: 对用SiCl4/H2为源气体、采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备的多晶硅薄膜进行了低温电学特性的研究。实验结果表明,多晶硅薄膜的暗电导强烈依赖于温度,在300~90K的温度范围内呈现不同的导电特性。对多晶硅薄膜,其导电特性还与晶化率有关,晶化率越大电导率越大。测量数据表明,低晶化率薄膜电输运主要由电子热发射跃过势垒所贡献,但对于高晶化率的薄膜要同时考虑电子隧穿对电导的影响。
关键词: 多晶硅薄膜;电导率;低温;晶化率
中图分类号: O484.3文献标识码:A 文章编号:1001 9731(2007)06 0876 03
1 引 言
多晶硅薄膜具有与a Si H薄膜相似的对可见光高吸收系数特性,同时又具有较高的载流子迁移率和光照稳定性等优点。以SiCl4/H2为源气体,可采用成熟的PECVD技术,易于实现低温、大面积、低成本的要求。最近的研究结果表明,优化未掺杂的多晶硅,具有较好的电学特性,被用于太阳能电池的有源层,并且在现代集成电路中起着重要的作用,如作为双极晶体管的发射极,用作掺杂扩散源和浅结欧姆接触等。多晶硅薄膜是由许多晶粒组成,各晶粒之间的晶粒间界是一层很薄的无序区,在晶粒间界存在杂质分凝和载流子陷阱两种作用机制。20世纪70年代Y.Seto[1]和G.Baccarani[2]等人提出并完善了晶粒间界载流子陷阱模型,由模型计算出了载流子浓度和迁移率与掺杂浓度的关系,以及迁移率和电阻与温度关系,成功地说明了多晶硅的许多实验现象。M.M.M andurah[3]等人考虑了晶粒间界杂质分凝、载流子陷阱和载流子反射效应,并结合载流子的热发射和隧穿效应,解释了多晶硅薄膜不同掺杂浓度时的电导率和迁移率实验现象。但他们讨论的只限于掺杂的多晶硅在室温和较高温度的情况,而对于未掺杂的多晶硅薄膜低温下的电学特性的研究却很少报道。
在前期工作中,以SiCl4/H2为源气体,采用PECVD技术,在低于300温度下研制出沉积速率高达0.35nm/s、晶化率达80%以上的多晶硅薄膜,并对这种多晶硅薄膜生长机理及室温光电性能进行了研究[4~8]。论文中,对采用PECVD技术制备的多晶硅薄膜进行了低温电学特性的研究,通过测量多晶硅薄膜在低温(300~90K)下电导率的变化,研究了温度和结晶度对多晶硅薄膜电学特性的影响,根据实验数据,讨论不同的传输机制。
2 实验方法
采用频率13.56M H z的PECVD方法制备多晶硅薄膜样品,样品的制备和装置详见文献[4],制备工艺如下:源气体是SiCl4/H2,反应室气压为80Pa,玻璃衬底温度为300,气体总流量保持48ml/min,SiCl4/ H2为8.0/40,通过改变射频功率获得不同结晶度的薄膜。我们样品的晶化率X c分别是75%(75#样品、功率80W),61%(60#样品、功率120W)和45%(59#样品、功率160W)。测量电导率时,样品放置在低于13.3Pa的低温真空室中,屏蔽光和电磁作用都比较好,样品电极采用银胶共面平行电极,电极间狭缝尺寸为1m m!10m m,利用伏安法测量电阻。实验采用的低温测试系统如图1所示,其中制冷系统是由美国ARS公司出产的型号分别为M/N ARS H C 2S/N 3145和M/N DE202N S/N01 C056压缩机和膨胀器以及2XZ 2型旋片式真空泵,温度控制系统为Lake Sho re公司出产的331Temperature Co ntroller。测试系统如图2所示,它是由Keithley公司出产的型号为617的可编程静电计和样品电路组成。在实验中,静电计可以提供0~500V的电压输出,并且测量相应的电流大小,
从而可得到样品在低温下的电导率。
图1 低温测试系统
Fig1T he cry ogenic system
876功 能 材 料 2007年第6期(38)卷*基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(G2000028208)
收到初稿日期:2006 11 28收到修改稿日期:2007 02 06 通讯作者:罗以琳
作者简介:刘丽娟 (1982-),女,山东菏泽人,在读硕士,师承罗以琳副教授,从事光电子材料与器件的研究。
图2 测试电路Fig 2T est cir cuit
3 结果分析
3.1 样品的Raman 谱
由样品的Ram an 散射谱(图3)可知,用SiCl 4/H 2
为气源不同功率下制备的薄膜,随着沉积功率的减小,其Raman 谱的峰位逐渐蓝移,表明晶化度逐渐增大。
把Raman 谱分解为520cm -1的晶相峰和480cm -1
附近的非晶相峰,通过高斯函数拟合,由这两部分的积分
强度可估算出样品59、60、75#
的晶化率分别为45%、61%、75%
。
图3样品的Ram an 谱
Fig 3Raman spectra o f the samples
3.2 多晶硅电导率随温度的变化
在300~90K 温度范围内着重对75#
多晶硅样品
进行电导率的测量,其 d 1T 和ln d 1T 曲线如图4所
示。由图4(a)可知,多晶硅薄膜的暗电导强烈依赖于温度,并且整条曲线可分为?、#两部分。在?区暗电导率随着温度下降按指数关系迅速下降,到180K 电导率已经比原来降低了一个数量级;在#区(T <180K),曲线比较平稳,即随着温度的进一步降低,暗电导率缓慢降低。不同的温度下样品的电导率差异很大,是因为不同温度下样品的导电机制不同。其ln d 1
T
关系曲线(图4(b))进一步表明,在300~220K 的温度区间曲线呈现良好的线性关系,即ln d ?1T
。我们认为这一区域扩展态导电起主导作用。220K 以后电导率受温度的影响不大,可能是电子隧穿对电导的影响。
图4 75#样品的电导率和温度的关系曲线
Fig 4Relationship betw een conductivity and tempera
ture of the sam ple 75#
3.3 低温下多晶硅的电导率与晶化率的关系
图5(a)给出了不同晶化率的晶化硅薄膜在300~90K 之间暗电导率随温度变化关系曲线。由于59#样品和61#样品的曲线相距较近,在图5(a)中分辨不清,缩小纵坐标范围,将这两条曲线绘于图5(b)。对比3条曲线可以发现,在相同低温情况下,样品的暗电导率随着晶化率的增加而增加。当温度由300K 下降到110K 时,样品的暗电导率下降程度也与晶化率成正比,110K 以下曲线逐渐重合。我们认为低晶化率薄膜电输运主要由电子热发射跃过势垒所贡献,对于低晶化率的晶化硅薄膜,其势垒宽度较大,与热发射相比较,隧穿电流的作用可以不予考虑,但对于高晶化率的薄膜,
电子隧穿对电导的影响不能忽略。
图5 样品的电导率与温度的关系
Fig 5Relationship betw een conductivity and tempera
ture of the sam ples
877
刘丽娟等:SiCl 4/H 2为气源低温沉积多晶硅薄膜低温电学特性的研究
3.4 结果和讨论
目前对多晶硅薄膜的低温电学性质及输运过程的研究很少。众所周知,晶态半导体的输运过程主要依靠导带中的电子和价带中的空穴来进行。对于多晶硅来说,它由许多大小不等且晶向不同的小晶粒构成,晶粒之间是原子作无序排列的过渡区,即晶粒间界。由于多晶硅薄膜中晶粒与晶界共存,因此多晶硅的输运特性要相对复杂得多。多晶硅中电子可能的输运途径主要有热发射越过势垒和隧穿通过势垒。下面用隧穿和热发射机制来解释暗电导随温度的变化特性,隧穿通过势垒的电流密度J t和热发射电流密度J c有相似的表达式[9]:
J t=J ot ex p(-E1
kT
)(1)
J c=J oc ex p(-E1
kT
)(2)
其中E1为晶体硅激活能,隧穿电流前置因子J ot 主要受势垒宽度的影响,随势垒宽度增加迅速下降,随温度变化并不十分显著,如图4的#区所示。而热发射电流的前置因子J oc受温度影响显著,随温度升高迅速上升,如图4的?区所示,与势垒宽度无关[9]。由此得知,高温下热发射电流在薄膜的电输运中起主要作用,并随温度的降低而减小,隧穿电流的作用可以不予考虑;在低温时主要是隧穿电流的贡献。
从微结构上来看,多晶硅的晶界和晶粒的结构不同,它们的化学势也不同,多晶硅晶界能隙大于晶粒能隙,费米能级的位置不同,因此在晶粒与晶界处形成势垒。多晶硅薄膜的载流子输运在很大程度上受晶粒尺寸、晶粒间界及晶粒间界处缺陷密度的影响[10]。着重从以下两个方面来说明晶化率和电导率的关系:(1)晶粒结构对导电影响。这些样品都有着一定的晶化率,样品的晶化率越高,平均晶界宽度越窄,其势垒宽度越低,而隧穿前置因子主要受势垒宽度的影响,随势垒宽度减小迅速上升,所以带电粒子穿透界面势垒的隧穿几率增大,导致多晶硅薄膜的电导随晶化率的增加呈上升趋势,如图5所示。低晶化率的晶化硅薄膜,势垒宽度较大,当势垒宽度>5nm时与热发射相比较,隧穿电流的作用可以不予考虑[9],所以在低温时,低晶化率薄膜电输运主要由电子热发射跃过势垒所贡献,但对于高晶化率的薄膜要同时考虑电子隧穿对电导的影响;(2)不同晶化率的样品其带尾带的宽窄不同,晶化率高的,带尾相对较窄,缺陷较少,电子的迁移率变大[11],同时载流子浓度也增大,根据电导率公式 = ne 载流子浓度和迁移率的增加都将使电导率增加。
4 结 论
对以SiCl4/H2为气源采用PECVD技术制备的晶化硅薄膜进行了低温电学特性的研究。结果表明,多晶硅薄膜的暗电导强烈依赖于温度,在300~90K 的温度范围内呈现不同的导电特性,热发射和隧穿理论较好的解释了这些现象。另外多晶硅的电导率还与其晶化率有关,随晶化率的增大而增大,这主要受多晶硅微结构的影响。
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Study on low temperature electrical properties of polycrystalline silicon thin films deposited at low temperatures using SiCl4/H2
LIU Li juan1,LU O Yi lin1,HU AN G Rui1,2,LIN Xuan ying1
(1.Department o f Physics,Shanto u University,Shantou515063,China;
2.Department of Phy sics and State Key Laboratory of Solid State M icr ostructures,
N anjing U niversity,Nanjing210093,China)
Abstract:The electrical pro perties of poly cry stalline silicon thin films w hich w ere prepared by plasma enhanced chemical vapour depositio n technique using SiCl4/H2as source gases w ere studied at low temperatur e.The ex perimental r esults indicate that the dar k co nductiv ity of polycrystalline silicon films is strongly dependent on temperature.It show s different electrical char acteristic through the range of300to90K.The co nductiv ity of po lycr ystalline silicon thin film s is also related to the v olum e fractions of crystalline.With the increase of the volume fractions of crystalline,the co nductiv ity increase.The data show s that the current transpor t of low v ol ume fractions of cr ystalline films was contributed by electronic therm al emission jum ped o ver barriers,but to the hig h volume fractions of crystalline films w e must consider simultaneously the impact of electronic tunneling thro ug h the grain bo undaries.
Key words:polycrystalline silicon thin film;conductivity;low temperature;the volume fractions of crystalline 878功 能 材 料 2007年第6期(38)卷
第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件(ltpstftlcd
第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件 (L TPS TFT-LCD)项目 环境影响报告书 （简本） 评价单位：深圳市环境科学研究院 二O一一年十月·深圳
目录 第一章总论 (3) 1.1任务来源 (3) 1.2区域环境功能属性 (4) 1.3评价标准 (4) 1.4评价等级 (8) 1.5评价工作范围 (9) 1.6环境敏感点及环境保护目标 (9) 第二章现有工程回顾性影响评价 (12) 2.1现有工程的基本情况 (12) 2.2现有工程建设内容 (13) 2.3现有工程污染物排放及治理措施回顾性评价 (16) 第三章技改项目工程概况、工程分析 (22) 3.1技改项目基本情况 (22) 3.2技改项目建设内容 (22) 3.3工程分析 (24) 3.4“三本帐”核算 (38) 第四章环境现状调查与评价 (39) 4.1环境空气质量现状 (39) 4.2水环境质量现状 (39) 4.3声环境现状 (39) 4.4评价区域的环境问题 (39) 第五章环境影响预测与评价 (40) 5.1水环境影响评价结论 (40) 5.2大气环境影响评价结论 (40) 5.3声环境影响评价结论 (40) 5.4固（液）体废物环境影响评价结论 (40) 5.5环境风险评价结论 (41) 第六章污染防治措施 (42) 6.1废水治理措施 (42) 6.2废气处理措施 (45) 6.3噪声治理措施可行性分析 (50) 6.4固体废物治理措施可行性分析 (50) 6.5地下水污染防治措施 (51) 6.6项目二期工程达产后进行技改的环保措施要求 (51) 第七章项目与规划符合性分析 (52) 第八章结论 (53)
纳米材料应用特点
超细微粒、超细粉末，这些其实都是纳米材料的别称。它具有自己的一些性能特点，同时应用范围较广，例如生物医药、能源环保、化工等等行业。本文就给大家详细介绍一下。 一、应用 由于纳米颗粒粉体具有电、磁、热、光、敏感特性和表面稳定性等性能，显著不同于通常颗粒，故其具有广泛的应用前景。经过多年探索研究，已经在物理、化学、材料、生物、医学、环境、塑料、造纸、建材、纺织等许多领域获得广泛应用。下面为大家例举几个纳米材料的应用实例。 （1）纳米材料的用途十分的广泛，比如目前在许多医药领域使用了纳米技术，这样能使药品生产非常的精细，它直接利用原子或者分子的排布制造一些有特殊功能的药品。由于纳米材料所使用的颗粒比较小，所以这种药品在人体内的传输是相当方便的，有些药品会采用多层纳米粒子包裹，这种智能药物到人体后可直接并攻击癌细胞或者对有损伤的组织进行修复。纳米技术也可以用来监测诊少量血液，通过对人体中的蛋白质的分析诊断出许多种疾病。 （2）在家电方面，选用那么材料制成的产品有许多的特性，如具有抗菌性、防腐抗紫外线防老化等的作用。在电子工业方面应用那么材料技术可以从扩大其
产品的存储容量，目前是普通材料上千倍级的储器芯片已经投入生产并广泛应用。在计算机方面的应用是可以把电脑缩小成为“掌上电脑”，使电脑使用起来更为方便。在环境保护领域未来将出现多功能纳米膜。这种纳米膜能够对化学或生物制剂造成的污染进行过滤，从而改善环境污染。在纺织工业方面通过在原始材料中添加纳米ZnO等复配粉体材料，再通过经抽丝、织布，然后能够制成除臭或抗紫外线辐射等特殊功能的服装，这些产品可以满足国防工业要求。 （3）纳米材料技术现在已广泛应用于遗传育种中，该技术能够结合转基因技术并且已经在培育新品种方面取得了很大的进展。这种技术是通过纳米手段将染色体分解为单个的基因，然后对它们进行组装，这种技术整合成的基因产品的成功率几乎可以达到100%。经过实践证明，科研人员能够让单个的基因分子链展现精细的结构，并可以通过具体的操纵其实现分子结构改变其性能，从而形成纳米图形，这样就能使人们可以在更小的世界范围内、更加深的一种层次上进行探索生命的秘密。 （4）纳米材料技术在发动机尾气处理方面的应用，目前有一种新型的纳米级净水剂有非常强的吸附能力，它是一般净水剂的20倍左右。纳米材料的过滤装置，还能有效的去除水中的一些细菌，使矿物质以及一些微量元素有效的保留下来，经过处理后的污水可以直接饮用。纳米材料技术的为解决大气污染方面的问题提供了新的途径。这种技术对空气中的污染物的净化的能力是其它技术所不可替代的。 二、特点 当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的
激光晶化能量对多晶硅薄膜晶体管特性影响的研究
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/3810582461.html, 激光晶化能量对多晶硅薄膜晶体管特性影响的研究 作者：江朝庆 来源：《电子技术与软件工程》2016年第13期 摘要本文利用准分子激光晶化技术制备了低温多晶硅薄膜晶体管，研究了不同激光晶化能量密度对多晶硅薄膜晶粒尺寸以及器件电学特性的影响。为了进一步阐释激光晶化能量密度对多晶硅薄膜晶体管特性产生影响的原因，通过二维器件仿真拟合了多晶硅薄膜晶体管特性并提取了缺陷态密度等参数。通过比较得到态密度随着能量密度变化规律，最终得到最优工艺条件。 【关键词】激光晶化能量密度多晶硅薄膜晶体管缺陷态器件仿真 在经过了阴极射线显像管，液晶屏显示技术以后，发展到了有机发光二极管（OLED）显示器又称为有机电激光显示技术阶段。OLED显示器极大提升了画面的细腻程度和彩色饱和度及对比度，使人们对于视觉的享受追求到达了一个新的境界。有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）产业在国内外都得到迅速的发展，其中代表性的企业有三星，台积电等。多晶硅薄膜晶体管在AMOLED做驱动电路，起着重要的作用，对于其迁移率，阈值电压，亚阈值摆幅，均一性等参数都有很高的要求。 利用二维器件仿真工具对多晶硅薄膜晶体管进行器件仿真，通过模型的选取以及参数的调整，能够让我们对于多晶硅薄膜晶体管的复杂物理机制进行研究讨论。例如多晶硅材料的晶粒结构特性，以及漏电模型我们都可以通过仿真工具建模来分析。而且在对更为复杂的应用中，还可以利用它来建新的器件，并预测相关的电学特性。在半导体行业及集成电路产业中都有深远的意义。 1 ELA多晶硅薄膜晶体管制备与分析 1.1 工艺流程 本论文中用到了P型准分子激光晶化（ELA）多晶硅薄膜晶体管器件，其制备工艺流程如下： 利用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）方法在玻璃衬底上沉淀厚度为100nm的 Si02缓冲层。450℃下采用PECVD，淀积厚度为50nm非晶硅。利用准分子激光法制备多晶硅薄膜，为了研究比较不同晶化能量密度的激光对器件特性，分别采用能量密度为390、410、430、450、470、490、510、530 mJ/cm2激光光照来制备多晶硅薄膜晶体管，定义有源区，并在有源区上利用PECVD法淀积厚度为120 nm的栅氧层。之后利用金属溅射法将MoW作为栅
纳米材料的特性及相关应用
纳米材料的研究属于一种微观上的研究，纳米是一个十分小的尺度，而一些物质在纳米级别这个尺度，往往会表现出不同的特性。纳米技术就是对此类特性进行研究、控制。那么，关于纳米材料的特性及相关应用有哪些呢？下面就来为大家例举介绍一下。 一、纳米材料的特性 当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。按照这一原理，可以通过控制晶粒尺寸来获得不同能隙的硫化镉，这将大大丰富材料的研究内容和可望获得新的用途。我们知道物质的种类是有限的，微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的，但通过控制制备条件，可以获得带隙和发光性质不同的材料。也就是说，通过纳米技术获得了全新的材料。纳米颗粒往往具有很大的比表面积，每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千㎡，这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂，在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。对纳米体材料，我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体
积，使其更轻盈。如现在小型化了的计算机。“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性。 二、纳米材料的相关应用 1、纳米磁性材料 在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。 2、纳米陶瓷材料 传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使
纳米材料电学性质的研究
纳米材料电学性质的研究 摘要：纳米体系中，电子波函数的相关长度与体系的特征尺寸相当，电子不再能够视为处于外场中运动的经典粒子，其波动性在电子输运过程中得到充分体现，因此表现出特殊的电子能态特性。文中主要对半导体的电学性质归纳总结，如自由载流子的浓度与温度的关系、掺杂对能带结构和载流子浓度的影响、半导体的电导率如何依赖于载流子的浓度和迁移率等，以及纳米半导体的介电行为（介电常数、介电损耗）及压电特性等。同时对硅纳米体系的电学性质做一些概况总结，并对其应用前景作进一步展望。 关键词：纳米材料、纳米半导体、电学性质、纳米硅体系 一、绪论 随着纳米科技的发展，高度集成化的要求及原件和材料微小化趋势下，纳米材料无疑将成为主角。纳米半导体更是展现出诱人的应用前景。纳米半导体粒子的高比表面、高活性、特殊的特性等使之成为应用于传感器方面最具前途的材料。它对温度、光、湿气等环境因素是相当敏感的。外界环境的改变会迅速引起表面或界面离子价态电子输运的变化；利用其电阻的显著变化可作成传感器，其特点是响应速度快、灵敏度高、选择性优良。目前，该领域的研究现况是：(i)在纳米半导体制备方面，追求获得量大、尺寸可控、表面清洁、制备方法趋于多样化、种类和品种繁多。(ii)在性质和微结构研究上着重探索普适规律。(iii)研究纳米尺度复合，发展新型纳米半导体复合材料。(iv)纳米半导体材料的光催化及光电转换研究。 二、纳米材料的电子能态特性 2.1 纳米材料的电子结构 纳米材料的尺寸在1nm~100nm之间，体系中只含有少数的电子，此时电子的结构与单个原子壳层结构十分类似，可以借助处理原子的电子结构模型粗略地求出。如果将这一体系看成是一个势阱，则电子被限制在此势阱中。显然电子可占据的能级与势阱的深度和宽度有关。在强限制的情况下，即势阱很深时，纳米材料具有类原子的特性，可称为类原子材料。它的基态与所包含的电子数目的奇偶性有关，从而影响到它的物理性质。另外，类原子材料内所包含的
磁性纳米材料的应用
磁性纳米材料的应用 磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米材料，既具有纳米材料所特有的性质如表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应、偶连容量高，又具有良好的磁导向性、超顺磁性类酶催化特性和生物相容性等特殊性质，可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产热。基于这些特性，磁性纳米颗粒广泛应用于分离和检测等方面。 （一）生物分离 生物分离是指利用功能化磁性纳米颗粒的表面配体与受体之间的特异性相互作用（如抗原-抗体和亲和素 -生物素等）来实现对靶向性生物目标的快速分离。 传统的分离技术主要包括沉淀、离心等过程，这些纯化方法的步骤繁杂、费时长、收率低，接触有毒试剂，很难实现自动化操作。磁分离技术基于磁性纳米材料的超顺磁性，在外加磁场下纳米颗粒被磁化，一旦去掉磁场，它们将立即重新分散于溶液中。因此，可以通过外界磁场来控制磁性纳米材料的磁性能，从而达到分离的目的，如细胞分离、蛋白质分离、核酸分离、酶分离等，具有快速、简便的特点，能够高效、可靠地捕获特定的蛋白质或其它生物大分子。此外，由于磁性纳米材料兼有纳米、磁学和类酶催化活性等特性，不仅能实现被检测物的分离与富集，而且能够使检测信号放大，具有重要的应用前景。 通常磁分离技术主要包括以下两个步骤：（ 1）将要研究的生物实体标记于磁性颗粒上；（2）利用磁性液体分离设备将被标记的生物实体分离出来。 ①细胞分离：细胞分离技术的目的是快速获得所需的目标细胞。传统的细胞分离技术主要是根据细胞的大小、形态以及密度差异进行分离，如采用微滤、超滤和超滤离心等方法。这些方法虽然操作简单，但是特异性差，而且纯度不高，制备量偏小，影响细胞活性。但是利用磁性纳米材料可以避免一定的局限性，如在磁性纳米材料表面接上具有生物活性的吸附剂或配体（如抗体、荧光物质和外源凝结素等），利用它们与目标细胞特异性结合，在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对数量和种类的研究。 磁性纳米材料作为不溶性载体，在其表面上接有生物活性的吸附剂或其它配体等活性物，利用它们与目标细胞的特性结合，在外加磁场作用下将细胞分离。 温惠云等的地衣芽孢杆菌实验结果表明，磁性材料 Fe3O4 的引入对地衣芽孢杆菌的生长没有影响；Kuhara等制备了人单克隆抗体anti-hPCLP1,利用 anti-hPCLP1 修饰的磁纳米颗粒从人脐带血中成功分离了成血管细胞，PCLP1 阳性细胞分离纯度达到了 95%。 ②蛋白质分离：利用传统的生物学技术（如溶剂萃取技术）来分离蛋白质程序非常复杂，而磁分离技术是分离蛋白分子便捷而快速的方法。 基于在磁性粒子表面上修饰离子交换基团或亲和配基等可与目标蛋白质产生特异性吸附作用的功能基团 , 使经过表面修饰的磁性粒子在外加磁场的作用下从生物样品中快速选择性地分离目标蛋白质。 王军等采用络合剂乙二胺四乙酸二钠和硅烷偶联剂KH-550寸磁性Fe3O4粒 子进行表面修饰改性 , 并用其对天然胶乳中的蛋白质进行吸附分离。结果表明 , 乙二胺四乙酸通过化学键合牢固地结合在磁性粒子表面 , 并通过羰基与蛋白质反应, 达到降低胶乳氮含量的目的。 ③核酸分离 经典的DNA/RN分离方法有柱分离法和一些包括沉积、离心步骤的方法，这些方法的缺点是耗时多，难以自动化，不能用于分析小体积样品，分离不完全。
纳米材料的制备技术及其特点
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
纳米材料的特性和应用
纳米材料的特性和应用 摘要本文简要介绍了纳米材料的分类及特性，并对纳米材料在化工、生物医学、环境、食品等领域的应用进行了综述，最后对纳米材料的发展趋势进行了展望。关键词纳米材料；分类；特性；应用；发展 1 引言 有科学家预言, 在21 世纪纳米材料将是“最有前途的材料”, 纳米技术甚至会超过计算机和基因学, 成为“决定性技术”。国际纳米结构材料会议于1992 年开始召开(两年一届) , 并且目前已有数种与纳米材料密切相关的国际期刊。德国科学技术部预测到2010 年纳米技术市场为14 400 亿美元, 美国政府自2000 年 克林顿总统启动国家纳米计划以来, 已经为纳米技术投资了大约20 亿美元。同时, 欧盟在2002～2006 年期间将向纳米技术投资10 多亿美元。日本2002 年的纳米技术开支已经从1997 年的1. 20 亿美元提高到7. 50 亿美元。 2 纳米材料及其分类 纳米材料（nano- material）又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。粒子尺寸范围在1-100 nm 之间，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。根据三维空间中未被纳米尺度约束的自由度计，将纳米材料大致可分成四种类型，即零维的纳米粉末（颗粒和原子团簇）、一维的纳米纤维（管）、二维的纳米膜、三维的纳米块体。 3 纳米材料的特性1 3.1 小尺寸效应 当纳米晶粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时, 周期性的边界条件将被破坏, 使其磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等与普通粒子相比都有很大变化。如银的熔点约为900℃, 而纳米银粉熔点仅为100℃, 一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%～50%。 3.2 表面效应 纳米晶粒表面原子数和总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质变化。纳米晶粒的减小, 导致其表面热、表面能及表面结合能都迅速增大, 致使它表现出很高的活性,如日本帝国化工公司生产的T iO2平均粒径为15 nm , 比
1纳米材料的神奇特性及其广阔的应用前景
一、纳米材料的显著性质及其广阔的应用前景 1.表面效应 球型颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比。随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应。尤其是当物质的尺寸减小到纳米级，将引起表面原子数、表面积、表面能的迅速增加，引发物质化学活性、光学、热学和电学性质的改变。这是因为表面原子的晶体场和结合能与内部原子的不同，表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性，易与其它原子相结合而稳定下来，具有很大的化学活性，从而使表面能大大增加。 纳米颗粒的表面具有很高的活性，在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意识地控制氧化速率，使其缓慢氧化生成一层极薄而致密的氧化层，确保表面稳定化。利用表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料。 2.小尺寸效应
当物质的体积减小时，将会出现两种情形：一种是物质本身的性质不发生变化，而只有那些与体积密切相关的性质发生变化，如半导体电子自由程变小，磁体的磁区变小等；另一种是物质本身的性质也发生了变化，当纳米材料的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，材料的磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化活性及熔点等与普通晶粒相比都有很大的变化，这就是纳米材料的体积效应，亦即小尺寸效应。 这种特异效应为纳米材料的应用开拓了广阔的新领域，例如，随着纳米材料粒径的变小，其熔点不断降低，烧结温度也显著下降，从而为粉末冶金工业提供了新工艺；利用等离子共振频移随晶粒尺寸变化的性质，可通过改变晶粒尺寸来控制吸收边的位移，从而制造出具有一定频宽的微波吸收纳米材料。 3.量子尺寸效应 各种元素的原子具有特定的光谱线，如钠原子具有黄色的光谱线。原子模型与量子力学已用能级的概念进行了合理的解释，由无数的原子构成固体时，单独原子的能级就并合成能带，由于电子数目很多，能带中能级的间距很小，因此可以看作是连续的，从能带理论出发成功地解释了大块金属、半导体、绝缘体之间的联系与区别，对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能级；能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能
纳米材料的热学特性
纳米材料的热学特性 【摘要】：纳米材料的应用及其广泛，涉及到各个领域。本文将从纳米材料的热容，晶格参数，结合能，内聚能，熔点，溶解焓，溶解熵及纳米材料参与反应时反应体系的化学平衡等方面对纳米材料的热学性质的研究进行阐述，并对纳米材料热学的研究和应用前景进行了展望。 【关键词】：纳米材料热学特性发展前景 【正文】： （一）纳米材料 纳米材料是一种既不同于晶态，又不同于非晶态的第三类固体材料，通常指三维空间尺寸至少有一维处于纳米量级( 1 n m～1 0 0 n m)的固体材料。由于纳米材料粒径小，比表面积大，处于粒子表面无序排列的原子百分比高达l 5 ～5 0 ％。纳米粒子的这种特殊结构导致其具有不同于传统材料的物理化学特性。 纳米材料的高浓度界面及原子能级的特殊结构使其具有不同于常规块体材料和单个分子的性质，纳米材料具有表面效应，体积效应，量子尺寸效应宏观量子隧道效应等，从而使得纳米材料热力学性质具有特殊性，纳米材料的各种热力学性质如晶格参数，结合能，熔点，熔解焓，熔解熵，热容等均显示出尺寸效应和形状效应。可见，纳米材料热力学性质在各方面均显现出与块体材料的差异性，研究纳米材料的热力学性质具有极其重要的科学意义和应用价值。 （二）热学特性 一热容 1996年，在低温下测定了纳米铁随粒度变化的比热，发现与正常的多晶铁相比，纳米铁出现了反常的比热行为，低温下的电子比热系数减50 %。1998年，通过研究了粒度和温度对纳米粒子热容的影响，建立了一个预测热容的理论模型，结果表明:过剩的热容并不正比于纳米粒子的比表面，当比表面远小于其物质的特征表面积时，过剩的热容可以认为与粒度无关。2002年，又把多相纳米体系的热容定义为体相和表面相的热容之和，因为表面热容为负值，所以随着粒径的减小和界面面积的扩大，将导致多相纳米体系总的热容的减小，二.晶格参数，结合能，内聚能 纳米微粒的晶格畸变具有尺寸效应，利用惰性气体蒸发的方法在高分子基体上制备了1. 45nm 的pd纳米微粒，通过电子微衍射方法测试了其晶格参数，发现Pd 纳米微粒的晶格参数随着微粒尺寸的减小而降低。结合能的确比相应块体材料的结合能要低。通过分子动力学方法，模拟Pd 纳米微粒在热力学平衡时的稳定结构，并计算微粒尺寸和形状对 晶格参数和结合能的影响，定量给出形状对晶格参数和结合能变化量的贡献研究表明:在一定的形状下，纳米微粒的晶格参数和结合能随着微粒尺寸的减小而降低，在一定尺寸时，球形纳米微粒的晶格参数和结合能要高于立方体形纳米微粒的相应量。 三纳米粒子的熔解热力学 熔解温度是材料最基本的性能，几乎所有材料的性能如力学性能，物理性能以及化学性能都是工作温度比熔解温度( T /Tm )的函数，除了熔解温度外，熔解焓和熔解熵也是描述材料熔解热力学的重要参量；熔解焓表示体系在熔解的过程中，吸收热量的多少，而熔解熵则是体系熔解过程中熵值的变化。几乎整个熔解热力学理论就是围绕着熔解温度，熔解熵和
纳米材料的力学和电学性能
纳米材料地力学和电学性能及其应用 摘要：主要介绍了纳米材料地力学性能（包括超硬、高强、高韧、超塑性以及高性能陶瓷）和电学性能（包括压敏材料、量子器材、非线性电阻等），以及这些性能地应用. 关键词：纳米材料；力学性能；电学性能；应用领域. 随着人类社会地发展和进步，现代科学技术探索地主要领域有：航空航天、火箭、卫星；热核反应发电站；深海探索；高温燃气轮机；高压贮罐以及生物环境仿生学等.在大多数情况下，其工作条件非常复杂和恶劣.如：超高压、超高温、超真空、强辐射、强腐蚀等，这些恶劣地条件对我们地材料提出了更高地要求.而传统地金属、非金属等材料已经远远不能满足这些极其苛刻地要求了，这就需要我们发展新型地高性能材料.这时，纳米材料以其卓越地性能进入了人们地视野，纳米材料在力学和电学方面地性能满足了多领域地需求.文档收集自网络，仅用于个人学习 普通多晶材料地强度(或硬度).随晶粒尺寸地变化通常服从一关系 Σ＝σ＋ｋｄ－１／２ 其中,为σ一强度常数, 为一正常数.即随晶粒细化材料地强度(或硬度)按－１／２关系线性增大.等人利用分子动力学计算模拟,发现在０及,纳米(晶粒尺寸在一范围)屈服强度和流变强度均表现出反常一关系,即< .表明“ 理想” 纳米材料(无污染、全致密、完全驰豫态、细小均匀晶粒) 地性能可能与常规多晶材料完全不同.文档收集自网络，仅用于个人学习 材料超塑变形基本上是晶界在高温下滑移造成地.根据晶界滑移地理论模型, 如晶界扩散蠕变模型, 其形变速率ε可表述为文档收集自网络，仅用于个人学习 ε＝ＢωσξＤｇｂ／ｄ３ＫＴ 其中σ为拉伸应力,ω为原子体积, 为平均晶粒尺寸, 为常数, Ｄｇｂ为晶界扩散率, ξ为晶界厚度, 为常数.文档收集自网络，仅用于个人学习 介电特性是材料地重要性能之一, 当材料处于交变电场下, 材料内部会发生极化, 这种极化过程对交变电场有一个滞后响应时间, 即弛豫时间.弛豫时间长, 则会产生较大地介电损耗.纳米材料地微粒尺寸对介电常数和介电损耗有很大影响, 介电常数与交变电场地频率也有密切关系.例如纳米在频率不太高地电场作用下,介电常数是随粒径增大而增大,达到最大值后下降,出现介电常数最大值时地粒径为.一般讲, 纳米材料比块体材料地介电常数要大, 介电常数大地材料可以应用于制造大容量电容器, 或者说在相同电容量下可减小体积, 这对电子设备地小型化来讲很有用. 文档收集自网络，仅用于个人学习 一维纳米材料有望成为纳米装置中地连接线和功能单元，如用做扫描隧道显微镜()地针尖、光导纤维、超大规模集成电路() 中地连线、微型钻头等.文档收集自网络，仅用于个人学习一维纳米材料在光电转换效应方面有很多特有地性能，当金属纳米微粒埋藏于半导体介质中，纳米微粒要向周围介质输运电子，在微粒表面形成电荷积累，于是界面地等效位垒高度降低，当电子受到光地激发，电子容易逸出薄膜表面而发射到真空中去.文档收集自网络，仅用于个人学习 纳米材料在微电子学上地应用：连接超高密度集成线路元件地纳米导线，日本理化研究所科学家青野正和等使用有机导电高分子材料研制出线宽仅为纳米地极微细导线, 大大突破了现在半导体加工技术地极限线宽; 文档收集自网络，仅用于个人学习 制备金属鲍缘体多层膜地新方法,中国科技大学通过紫外光照射地方法将有机混合溶液中地无机盐还原,合成出被有机配位体所包裹地稳定地纳米颗粒; 然后利用电泳法将这些有机配位体包裹地纳米粒子沉淀到涂碳显微栅格上; 文档收集自网络，仅用于个人学习纳米陶瓷基板,低温共烧多层基板(),可采用一等电阻率低地金属作多层布线导体材料, 可使布线更加细微化,提高布线密度和组装密度;文档收集自网络，仅用于个人学习
多晶硅薄膜晶体管的泄漏电流和噪声模型
华南理工大学学报(自然科学版)第38卷第10期Journa l o f South C hina U niversity o f Techno l o g y V o.l 38 N o .102010年10月 (N atura l Science Editi o n) O ctober 2010 文章编号:1000 565X (2010)10 0024 06 收稿日期:2009 11 23 *基金项目:广东省教育部产学研结合项目(2008A 090400011) 作者简介:黄君凯(1963 ),男,在职博士生,暨南大学教授,主要从事多晶硅薄膜晶体管物理特性和建模研究.E m a i:l h j k196310@https://www.360docs.net/doc/3810582461.html, 多晶硅薄膜晶体管的泄漏电流和噪声模型 * 黄君凯1 郑学仁1 邓婉玲 2 (1.华南理工大学电子与信息学院,广东广州510640;2.暨南大学信息科学技术学院,广东广州510630) 摘 要:为了建立适用于电路仿真器的泄漏区模型,通过泄漏电流、激活能和低频噪声等研究了多晶硅薄膜晶体管的泄漏产生机制.在不同的电场条件下,基于不同的泄漏产生机 制,提出了产生-复合率的分区近似计算模型,并统一成适用于1 106~5 108 V /m 电场范围的泄漏电流模型.同时,建立了中低电场区的激活能模型和泄漏区低频噪声紧凑模型.将模型仿真结果与实验数据进行了比较,证明了所建立模型的有效性,且模型适用于电路仿真器. 关键词:多晶硅;薄膜晶体管;泄漏电流;激活能;低频噪声模型中图分类号:TN 303 do :i 10.3969/.j issn.1000 565X .2010.10.005 多晶硅薄膜晶体管的应用日益广泛,特别是在 有源液晶显示器、固体图像传感器等领域中的发展极为迅速[1] .当作为开关元件应用时,器件的电流开关比十分重要,但由于多晶硅薄膜晶体管的关态电流(通常称为泄漏电流)通常比较大,一定程度上限制了其应用范围.因此,对多晶硅薄膜晶体管泄漏电流的产生机制以及建模进行研究具有现实的意义. 高密度的陷阱态对多晶硅薄膜晶体管的泄漏电流特性产生重要的影响.在反向工作区,一般认为陷阱态引起的泄漏电流的产生机制有:载流子热发射[2]、Poole Frenkel (PF)场助热发射[3]、载流子从陷阱的直接隧穿(TAT) [4] 、热离子场助发射(TFE ) [5] 、 带到带隧穿(BBT)[6] 、多晶硅薄膜的电阻电流[7] 等. 泄漏电流的产生机制依赖于电场和温度,尤其是电场.由于薄膜晶体管反向工作时,漏区和沟道之间形成反偏pn 结,大部分电势都施加在反偏pn 结上,因此存在较大的电场,激发了载流子的产生-复合(G R ).在不同的偏置和温度条件下,占主导地位的发射产生机制将有所不同,一直以来,学者们对泄漏电流的产生机制存在争论.文中从多晶硅薄膜晶体管的 G R 模型[8] 出发,分析了不同电场条件下泄漏电流的 产生机制,分别建立了泄漏区的激活能模型和低频噪 声模型,并通过实验验证了所建模型的有效性. 1 G R 模型分析及泄漏电流的产生机制 文献[8]中综合考虑了泄漏电流的多种产生机制,提出了泄漏区的G R 模型: U G-R = E C E V [R D (E T )+R A (E T )]d E T (1) R A (E T )=(np -n 2 i )N A (E T ) n +n 1c p ( F + Cou l p )+p +p 1 c n (1+ D irac n )(2) R D (E T )= (np -n 2 i )N D (E T ) n +n 1c p (1+ D irac p )+p +p 1 c n ( F + Cou l n )(3) N A (E T )=N D eep A exp E T -E C E Deep A +N Ta il A exp E T -E C E Ta il A (4) N D (E T )=N D eep D exp E V -E T E Deep D +N Tail D exp E V -E T E Tail D (5)
纳米材料物理基础
讲课内容——纳米半导体光催化技术 主要内容 一、简介 ?纳米 纳米——10-9米，由于颗粒尺寸的微细化，使得纳 米材料具有块状材料所不具备的独特性质，如比表面 积大大增大，吸附能力大大增强。 ?半导体 半导体——常温下导电性能介于导体与绝缘体之间 的材料，具有热敏、光敏等特性。 半导体的能带结构 半导体存在一系列的满带，最下面的满带成为价带（valence band，VB）；存在一系列的空带，最上面的空带称为导带（conduction band，CB）；价带和导带之间为禁带。 当用能量等于或大于禁带宽度（Eg）的光照射时，半导体价带上的电子可被激发跃迁到导带，同时在价带上产生相应的空穴，这样就在半导体内部生成电子（e-）－空穴（h+）对。 为了形象地说明电子空穴对，利用生活中常见的石榴来比喻：石榴籽：光致电子 石榴籽留下的空洞：光致空穴 光致电子：存在于导带中。光致空穴：存在
于价带中。 二者有复合的趋势，即在持续的光照射下，光子不断的轰击价带，导致光致电子和光致空穴不断产生，该分离过程以纳秒计算，然后，光致电子重新回到光致空穴中，二者复合。 ?光催化 光催化于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。在一次试验中对放入水中的氧化钛单晶进行了紫外灯照射，结果发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为“本多·藤岛效果”（Honda-Fujishima Effect）而闻名于世，该名称组合了藤岛教授和当时他的指导教师----东京大学校长本多健一的名字。 1976 年，John.H.Carey报道了TiO2光催化氧化法用于污水中PCB 化合物脱氯去毒的成功结果后，自从那时起，针对光催化技术，学术界围绕太阳能利用、光催化降解有机物等展开了多方面的研究。 1985年，Mutsunaga等发现在金属卤灯发出的近紫外光照射下，TiO2 - Pt电极具用杀菌效果，这一发现开创了用光催化方法杀菌消毒的先河。因其具备良好的耐候性、耐化学腐蚀性、抗紫外线能力强、透明性优异等特点，被广泛应用于汽车、感光材料、光催化剂、化妆品、食品包装材料、陶瓷添加剂、气体传感器及电子材料等。 我国的光催化研究 起步于上世纪90年代，现在正在蓬勃发展； 国家环境光催化工程技术研究中心，位于福州大学内，付贤智院士领衔，是我国目前光催化领域中规模最大、科研实验条件最好、在国内外光催化领域具有重要影响的研究机构。 中科院化学所光化学重点实验室，赵进才院士领衔，致力于可见光下有毒有机污染物催化降解，取得重要成果，在国内外具有广泛影响。 南京大学长江学者特聘教授邹志刚教授，973计划“光催化材料及其应用的基础研究”的
纳米材料的应用及发展前景
纳米材料的应用及发展前景 摘要 纳米技术的诞生将对人类社会产生深远的影响，可能许多问题的发展都与纳米材料的发展息息相关。本文概要的论述了纳米材料的发现发展过程，并简述了纳米材料在各方面的应用及其在涂料和力学性能材料方面的发展前景。 关键词：纳米材料、纳米技术、应用、发展前景 一、前言 从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=100厘米，1厘米=10000微米，1微米=1000纳米，1纳米=10埃），即100纳米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。 纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material)，是指其结构单元的尺寸介于1 纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。 纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。 纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。 纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段，美、日、德等少数国家，虽然已经初具基础，但是尚在研究之中，新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平，研究队伍也在日渐壮大。 二、纳米材料的发现和发展
多晶硅薄膜晶体管特性研究
多晶硅薄膜晶体管特性研究 摘要 多晶硅薄膜晶体管（polysilicon thin film transiston）因其高迁移率、高速高集成化、p 型和n型导电模式、自对准结构以及耗电小、分辨率高等优点，近年来被广泛的应用于液晶显示器。随着器件尺寸减小至深亚微米，热载流子退化效应所致器件以及电路系统的可靠性是器件的长期失效问题。 本文主要研究热载流子效应。首先，研究热载流子退化与栅极应力电压，漏极应力电压及应力时间的依赖关系。其次，漏极轻掺杂（Light Doped Drain，LDD）结构是提高多晶硅薄膜晶体管抗热载流子特性的一种有效方法，研究了LDD结构多晶硅薄膜晶体管的结构参数对器件可靠性的影响。 关键词：多晶硅薄膜晶体管热载流子效应可靠性
Study on Characteristics of polysilicon thin film transistor Abstract Today, p-Si TFTs are used broadly in display devices because of its high field effect mobility,high integration and high speed,high definition display,n channel and p channel capability,low power consumption and self-aligned structures. With the device scaling down to deep-submicrometer, the reliability of the device circuit system induced by hot carrier effect is long-term failure. Hot carrier effects is studied. Firstly,we mainly study the dependence between hot carrier degradation and gate-stress voltage,drain-stress voltage and stress time.Secondly,the structure of Light Doped Drain is an effective means to resist hot carrier effect ,the influence of parameters of LDD structures on reliability of p-Si TFT was investigated. Keywords：p-Si TFT;hot carrier effect;reliability
纳米材料的特性
目录 1 引言............................................. 错误！未定义书签。 2 纳米材料的概述 (2) 2.1相关概念的介绍 (2) 2.2纳米材料的分类 (3) 3 纳米材料的基本性质 (3) 3.1表面效应 (3) 3.2小尺寸效应 (4) 3.3量子尺寸效应 (4) 3.4宏观隧道效应效应 (5) 4 纳米材料的特殊性能 (5) 4.1力学性能 (5) 4.2 电磁学性能 (6) 4.3 热学性能 (6) 4.4 光学性能 (7) 4.5 分散体系动力学性能 (8) 4.6 化学特性和催化性能 (10) 4.7 生物学性能 (10) 5 纳米材料的应用 (11) 6 我国纳米材料研究的现状和产业化 (12) 参考文献： (13) 致谢 (14)
纳米材料的特性 摘要：本文简述了纳米、纳米材料的基本概念，纳米材料所具有的力学、电磁学、热学、光学、分散体系动力学、化学性和催化性、生物学的特性及其在我们的衣、食、住、行各个领域的应用，同时介绍我国纳米材料的研究现状和产业化。 关键词：纳米；纳米材料；纳米材料的特性； The characteristics of nano materials Abstract：This paper briefly describes the basic concept of nano and nanometer materials. Nano material has the mechanics, electromagnetism, heat, light, decentralized system dynamics, chemical and catalytic, biology characteristic and in our food, clothing, shelter and transportation all application fields. Meanwhile introducing nanometer material research situation and industrialization in our country.. Key words：Nano ；Nano materials；The characteristics of nano materials
纳米材料的特性及应用
纳米材料的特性及应用 （齐齐哈尔大学材料科学与工程学院高分子专业） 摘要：纳米材料是当今及未来最有发展潜力的材料，由于其独特的表面效应、体积效应以及量子尺寸效应 ,使得材料的电学、力学、磁学、光学等性能产生了惊人的变化。本文分别从纳米材料的定义，发展，分类，特性，应用及未来发展方面进行了详细的论述。 引言 很多人都听说过"纳米材料"这个词,但什么是纳米材料级简称为纳米材料，是指其的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间,广义上是中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。由于它的尺寸已经接近电子的，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的，加上其具有大表面的特殊效应。因此它所具有的独特的物理和化学特性，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工、催化、涂料等领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力 关键词：?纳米材料纳米材料分类特性应用 一.什么是纳米材料 纳米级简称为纳米材料(nanometermaterial)。从尺寸大小来说，通常产生显着变化的细小的尺寸在0.1以下（注1米=100，1=10000微米，1
微米=1000，1=10），即100以下。因此，颗粒尺寸在1～100的微粒称为超微粒材料，也是一种材料。其中，纳米是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米薄膜、纳米、纳米瓷性材料和材料等。 二.纳米材料发展简史 纳米材料的应用实际上很早就有了，只是没有上升成纳米材料的概念。早在1000多年前，我国古代利用燃烧蜡烛来收集的碳黑作为墨的原料及染料。这是应用最早的纳米材料。我国古代的铜镜表面长久不发生锈钝。经检验发现其表面有一层纳米氧化锡颗粒构成的薄膜。十八世纪中叶，胶体化学建立，科学家们开始研究直径为1-10nm的粒子系统。即所谓的胶体溶液。事实上这种液态的胶体体系就是我们现在所说的纳米溶胶，只是当时的化学家们并没有意识到，这样一个尺寸范围是人们认识世界的一个新的层次。在后来的催化剂研究中，人们制备出了铂黑，这大约是纳金属粉体的最早应用。把纳米材料正式作为材料科学的一个新的分支是在1990年7月在美国巴尔的摩召开的国际第一届纳米科学技术学术会议上确定的。所以纳米材料的发展将1990年7月作为界线，1990年7月以前为第一阶段，在这之前，从20世纪60年代末开始，人们主要在实验室探索用各种手段制备不同种材料的纳米粉末、合成块体(包括薄膜)、研究评估表征的方法、探索纳米材料。不同于常规材料的特殊性；但研究大部分局限性在单一材料。人们开始看到，当材料的尺寸处于纳米尺度范围内时，会呈现许多不同的性能特征，这对新材料的研究和发展提供了新的思路和方向。1990年以后，纳米材料得到了迅速发展。在理论研究方面，纳米科技的诞生，给人们的思维带来了一次革命。它告诉我们，任何一种物质的性