扩Zn2+多孔硅的光致发光性能

用快扩散方式把Zn2 掺入到单晶硅中,再用阳极电化学腐蚀方法把样品腐蚀成多孔硅.利用荧光分光光度计测试了样品的光致发光特性,结果表明Zn2 的扩散增强了多孔硅的荧光发射,并分别利用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪研究了多孔硅薄膜的表面形态和样品的红外吸收光谱.     

利用STM构建金属有机材料的纳米结构和改变电学性质

研究和开发利用扫描隧道显微镜(STM)对材料进行纳米尺度加工的功能，藉助于STM针尖和样品之间的强电场在金属有机络合物Ag-TCNQ薄膜表面构建了纳米点、纳米点阵和纳米线等纳米结构。伏安(I-U)特性曲线和扫描隧道的测试表明，在针尖强场作用后材料表面的局域电子态密度迅速增大，在电学上由高阻态转变为低阻态，这种效应可能归因于金属原子和有机分子之间的电荷转移。这些纳米结构展示了用作高密度存储器和纳米导线的可能性，有机导电材料将是未来纳米电子材料的理想候选者，而STM则将成为纳米电子学微细加工的有力工具。     

压电扫描器对SPM电场加工的影响

利用扫描探针显微镜(SPM)能够实现纳米级电子器件和机械器件的加工．压电扫描器是SPM电场加工中的重要部件，它实现了针尖的移动，使得SPM可在样品表面生成氧化结构．该文着重探讨了单管式扫描器的结构以及压电陶瓷特性对SPM电场加工的影响，分析了多种误差来源，并给出了相应的解决方法，这有利于进一步改进纳米加工系统，提高电场加工的精度和重复性。     

AFM电场诱导氧化加工作用的分析

纳米加工技术是纳米器件研究的重要基础条件，纳米氧化结构则是纳米器件的重要组成部分。为了深化对AFM电场诱导氧化加工机理的理解，本文对Si表面的电场诱导氧化作用进行了实验研究，包括探针与样品之间实际电压的监测、不同掺杂Si材料加工门槛电压的分析及探针扫描速率对氧化物高度的影响。实验分析表明，在氧化结构的生成过程中存在的充放电过程是不同加工门槛电压的产生和氧化作用时间与氧化线高度呈非线性关系的重要影响因素。     

利用STM进行纳米加工的研究

本文对空气中应用扫描隧道显微镜（STM）进行的纳米级加工进行了研究。采用石墨（HOPG）和金薄膜作为样品．通过在STM探针和样品之间施加一定的电压脉冲制造出了具有纳米级尺度的结构。本文对形成的特征结构进行了分析．总结出部分实验规律．认为电场静电力作用使STM针尖或样品产生的机械变形是特征结构形成的主要原因。     

应用原子力显微镜对单晶硅进行纳米级加工

以原子力显微镜（AFM）作为加工工具,基于金刚石针尖对单晶硅进行了纳米加工实验,对纳米加工区域特性,材料在不同垂荷荷下的去除机理及切屑形成特征,进行了系统的研究和分析,提出了一种在纳米尺度下研究加工机理的新方法,在此基础上,应用有限元方法（FEM）对AFM纳米加工中存在于金刚石针尖和被加工材料之间的作用机制进行了计算仿真。     

STM在大气下的电场加工作用研究

阐述了大气状态下STM在Au和Ti表面的电场加工实验,实时监测了实验中探针和样品间的电流变化,通过对实验结果的分析和研究,相应的作用机理确定为电场诱导的接触和化学反应,当在探针－样品之间施加电脉冲时,Au和Ti表面上纳米点结构的形成显示出相似的特征,一是点结构的形成具有随机性,二是只有在探针和样品之间的电流发生极大的波动时才能产生可分辨的点结构。在Au 和Ti表面分别施加渐变电压时,Au表面将不会形成点结构,而在Ti表面则生成形状大小与电压幅值成正比的坑状结构,另外,证实了相对湿度对电场诱导化学反应的影响。     

微加工硅表面基于AFM的纳米压痕测量与分析

原子力显微镜(AFM)在完成对单晶硅的微加工后，其金刚石针尖被用做一个纳米压痕头以实现微加工区域内外机械性质的测量与分析。结果表明，以安装有金刚石针尖的AFM在经过化学机械抛光的硅基片上所进行的微加工，即使使用极小的切削力也会在加工表面形成变质层，但是其厚度值要小于化学机械抛光的硅表面变质层。由AFM测量的纳米级硬度值要大于由传统的Vickers和Hysitron硬度测试仪所测量的值。另外，随着AFM压入载荷的减小，纳米级硬度值呈现出增加的趋势，这是由于在很小的压入载荷下所呈现出的压痕尺寸效应所导致。     

纳米硅薄膜表面形貌分形特征的STM研究

利用扫描隧道显微镜（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，简称ＳＴＭ）对纳米硅薄膜在纳米尺度上的表面微观形貌进行了研究，结合分形理论，计算出样品表面形貌的分形维数Ｄ，从而得出Ｄ与有关样品微结构参数之间的关系．ＳＴＭ结合图象处理和傅利叶分析法可以很好地研究薄膜材料表面形貌的分形特征．纳米硅薄膜的表面在纳米尺度上的微观形貌呈现出分形特征．     

金刚石的场致发射

报道了金刚石膜的低电场、大电流阴极电流现象，总结了几种不同类型样品结构的发射机理，提出了增强发射电流、提高发射稳定怀的方法，综述了和种影响发射电流的因素，提出了较为统一的发射电流表达式，使得金刚石的发射电流符合Ｆ－Ｎ理论。     

An empirical study of dynamic properties of an individual carbon nanotube electron source system

In this paper we present an empirical study of some dynamic properties of an individual carbon nanotube (CNT) field emission electron source system. We propose a circuit model that represents the CNT cathode to anode diode as a capacitor in parallel with a voltage-controlled variable resistor. The transient response of the CNT electron source system to the falling edge of a voltage step input was evaluated. For input voltages below the threshold voltage for field emission, the nanotube loop is effectively open and the circuit response is consistent with a discharging capacitor. On the other hand, for input voltages above field emission threshold, the nanotube loop conducts and now the capacitor discharges to a certain extent through the nanotube loop as well. Field emission current versus voltage data also shows that the resistance across the CNT cathode to anode diode varies as a function of applied voltage. Below turn-on voltage, the diode behaves as an open circuit (4 TΩ at the ammeter noise floor). Above turn-on voltage, resistance falls exponentially, as expected from the Fowler–Nordheim equation for cold field emission current. Experimental current–voltage data is presented for a simple emitter array consisting of two CNTs with equal lengths. Despite the similarity in their lengths the turn-on voltages of the nanotubes varied significantly, viz. 26 V versus 109 V. This large difference in the turn-on voltages can be attributed to tip imperfections. For advanced array applications such as high-throughput parallel e-beam lithography, in which precise dose control is necessary, the diode circuit model will be useful for controlling individually addressed nanotubes to account for dissimilar field emission properties. The model may also be applied to optimize the design of a SEM incorporating a single CNT electron source.     

扫描隧道显微镜钨针尖的制备与表征

采用直流电化学刻蚀方法制备扫描隧道显微镜钨针尖,研究了电化学刻蚀过程中NaOH溶液浓度、钨丝浸入长度和刻蚀电压对针尖形貌的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)测量针尖曲率半径和针尖纵横比值,以表征针尖的尺寸和形状;通过能谱仪(EDS)分析针尖表面成分,以表征表面清洁度;通过场发射显微镜(FEM)得到Fowler-Nordheim (F-N)曲线来检测针尖发射性能。实验结果表明,当溶液浓度为2 mol/L、钨丝浸入长度为4 mm、刻蚀电压为3 V时,可以得到曲率半径约为100 nm、纵横比值为13的针尖,且表面无钨的氧化层。FEM结果显示当对针尖施加500 V的负偏压时,针尖可以稳定发射50 nA量级的电流,且针尖性能具有良好的一致性。     

W[111]尖端场发射电子枪的工作特性

本文报道了单晶W[111]尖端的制作,以及由W[111]尖端阴极,第一、二阳极组成的三极场发射电子枪(FEG)的工作特性。实验结果表明,这种FEG在枪室真空为510-7Pa,加速电压在30kV的条件下,其虚源半径为1.6nm;亮度为3.8109A/cm2.sterad;场发射电流为1A时,束流稳定性为5%(10min内)。说明它是一种较理想的点状电子源,在实际应用中具有广泛发展前景。     

基于计算机仿真的ZnO场致发射显示器的研究

在Spindt结构仿真方法的基础上,将四针状纳米ZnO近似处理成尖锥结构,采用C语言程序编程,求解电位、电场分布、电子运动轨迹及发射电流密度。通过计算机模拟仿真,分析了栅极孔径、栅极电压以及阳极电压等对显示器性能的影响。在理论优化设计指导下,采用丝网印刷制作带孔的介质层,用电泳方法在阴极电极上沉积ZnO发射体,制成孔状金属栅三极结构显示屏。测试了显示器的电子发射调制性能,实验表明采用计算机仿真设计的三极结构ZnO场致发射显示器具有良好的场致发射性能。     

铁电冷阴极材料电子发射实验研究

铁电冷阴极材料是一种在脉冲电压激励下从铁电表面获得很强的脉冲电子发射的新型功能材料。如何提高该材料的发射电流密度、束发射度和束亮度,是其研究的一个热点。本实验采用硅橡胶,清漆作为底电极表面及栅电极边缘的绝缘保护层,避免了表面放电现象,使得激励场强增大,从而极大地提高了铁电冷阴极材料的发射电流密度,最高达187 A/cm2,从归一化均方根发射度εn(m·rad)和归一化峰值亮度βn(A/m2·rad2)理论计算值来看,也大大改善了材料的束发射度和束亮度。     

Theoretical Study on Field Emission Patterns of the Nanotube

The distributions of the electrical potential and field have been given from Maxwell‘s field equations. The results show that there exists very strong electric field intensity on the tip of the nanotube,and the intensity decays rapidly as the distance increases away from the tip. The strong electric field intensity on the tip is consistent with the low threshold voltage under the electric field emission from a nanotube. The calculation also revealed that the higher the aspect ratio is, the stronger the electric field intensity on the tip of the nanotube will be,if the distance and voltage between the cathode and the anode do not change, which predicts the lower threshold voltage under the field emission.     

钛酸钡薄膜的制备及其场发射特性研究

利用钛酸钡薄膜替代了金属-氧化物-硅结构冷阴极的氧化物绝缘层，并利用场发射扫描电镜、X射线衍射、EDS分析表征了钛酸钡薄膜。观察到低起始阈值的场发射现象，对可能的场发射机理进行了讨论。     

PCT高压静电场的植物细胞效应及量子模型

本文以压电陶瓷变压器高压静电场对豌豆根尖生长点细胞学效应为实验题材,在强场情况下,运用垫垒贯穿模型,从电子水平研究了植的细胞畸变的机理。     

现场STM针尖诱导Ag(111)表面局域刻蚀

本文报道用现场扫描隧道显微镜技术（in-situ STM)研究Ag(111）电极表面局域刻蚀。实验表明,STM针尖可以诱导有I^- 特性吸附的Ag(111)电极在其电化学稳定区发生表面局域刻蚀,刻蚀的发生与程度与针尖电位,样品电位及偏压等因素有紧密关系,刻蚀速度在偏压最小时达最大,刻蚀的发生也间接反映了电化学体系中的多重隧穿途径及其随电极电位的变化。