自组装——自底而上的纳米制造方法

介绍了“自底而上”的自组装纳米制造方法中的一些关键技术。利用自组装技术将成形的或未成形的材料淀积在大面积基底上,制造出纳米结构和分子局域自组装装置,并通过由自组装技术发展而来的原子操作和蘸水笔纳米加工技术,以构建纳米尺度的图形。描述了与这些技术相关的原理和工艺过程以及其当前的应用和潜在的应用前景。     

聚苯胺低维纳米结构的研究现状

综述了聚苯胺低维纳米结构在制备方法、形成机理以及功能特性等方面的研究现状。重点阐述了聚苯胺纳米管、纳米纤维的制备方法,包括模板法、界面法、自组装法、电化学法等,同时简要介绍了聚苯胺纳米管、纳米纤维的生长机理,展望了其在生物传感器、纳米电子器件、电致变色材料、复合材料等方面的应用前景。总结了聚苯胺低维纳米结构方面的最新研究进展,如聚苯胺纳米空心球、网状结构、菊花状结构、螺旋结构以及聚苯胺薄膜等的制备方法及特性,展望了其潜在的应用领域和广阔的发展前景。     

自组装方法制作三维微纳米结构现状与展望

MOEMS在很多领域有着潜在的应用,然而制作三维MOEMS是一个很复杂的过程。利用晶格失配的外延层自组装制作三维微纳米结构是一种很有发展前景的方法。该方法主要应用由于应变层中晶格常数不同而带来的应变效应。利用这种技术可以完成在同一平台上自组装不同元件,在MOEMS中有广阔的应用前景。我们分析了该技术存在的问题并对今后发展前景进行了展望。     

二维金纳米阵列制备及其光学响应

有序贵金属纳米结构由于其本身所特有的光学响应及灵活调控能力,在微纳光电子材料与器件研究领域得到了广泛应用。在众多相关研究中,如何实现金（Au）纳米周期结构的大面积快速制备是人们关心的重要问题之一。采用纳米球自组装刻蚀方法,在大孔周期结构模板内部成功制备了新型二维Au纳米阵列,并有效避免了杂散Au纳米颗粒的产生。通过进一步的工艺优化和参量控制,实现了Au纳米颗粒尺寸的灵活调控,并探讨了其结构形成的物理机理。光学测试研究结果揭示了二维Au纳米阵列的表面等离子体吸收与散射响应,并证明其在近红外飞秒脉冲激励下具有显著的双光子吸收（饱和）效应。该研究结果在太阳能电池,光开关及材料微纳制备等领域具有潜在应用。     

金纳米粒子作掩模的硅纳米柱阵列的加工

利用自组装的方法在硅基片表面形成一层均匀的金纳米粒子掩模,分析了偶联剂对自组装的影响,以金纳米粒子作掩模进行反应离子刻蚀,研究了刻蚀时间对硅纳米柱阵列的影响,提供了一种简单、便宜并且有效的在硅基底上大面积形成纳米柱阵列的纳米加工方法。实验中发现,超过一定刻蚀时间时,有过刻蚀现象发生,在120 s刻蚀时间下,得到了直径小于20 nm,深宽比高达10∶1以上规则、致密、大面积分布的硅纳米柱或硅纳米锥状结构。     

微接触印刷法制备图形化自组装膜

复微接触印刷技术成功地制备了由不同末端官能团组成的图形化自组装膜。详细讨论了“印章”上图案的高度以及作为“印尼”的自组装分子的性质对制备图形化自组装膜的影响,结果表明,选择具有低蒸气压,在金表面非反应铺展的自斥性硫醇分子溶液作“印泥”有利于自组装人在接触区形成。“印章”上图案的凸起应有一定高度,否则“图形”难以形成。     

大体积、高质量光物质的制备及其器件应用

在过去的二十多年里,周期性的微纳米结构(义称光子晶体)由于在光功能器件中的潜在应用而获得了广泛和深入的研究.与此同时,激光操纵微纳米粒子的研究也取得了显著的进展.在种类繁多的光子品体中,利用重力、毛细作用以及对流等方法将尺寸均一的微纳米粒子组装而形成的胶体光子晶体倍受关注.在上世纪90年代初,Burn等[1]提出了利用激光来组装有序微纳米结构也就足光物质的设想.它们是南光子产生并月.维持的有序结构,有时也称作动态光了晶体.一直以来,用光操纵的方法产生有序结构或光物质主要是依赖全息光学技术.然而,基于全息光学的光操纵技术不但实验装置复杂,而且制备的光物质还远末达到器件应用的要求.因此,人们一直在寻找一种简单可靠的技术来制备大体积、高质量的光物质.     

自组装法制备Au纳米结构衬底及其表面增强荧光效应研究

采用自组装方法,在(APS)分子修饰后的玻璃衬底 表面,制备得 到Au纳米结构衬底。采取激光光谱学方法,研究所制备衬底对沉积其表面的Rhodamine 6G(R h6G) 分子的荧光辐射增强效应。实验发现,利用自组装方法制备的Au纳米结构衬底具有较强的荧 光增 强特性。理论分析表明,制备的Au纳米结构在外光场激发下,所形成的强局部电磁场分布 能够有效提升探针分子的电子跃迁速率,从而实现增强荧光效应。     

AlGaInP红光LED的GaP窗口层自组装法粗化

利用高分子共混物的自组装机理,将聚苯乙烯(polystyrene,PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)进行混合形成共混物,并进行微相分离和自组装,然后将共混物放置到超声装置中,利用超声波辅助,使自组装微粒直径和位置分布相对均匀,形成用于刻蚀微纳结构的微掩模。最后利用湿法腐蚀,在LED的GaP窗口层上制作出纳米结构的粗化层。通过SEM、显微镜手段,优化了刻蚀条件。测量了器件的光强、光功率以及I-V曲线,结果表明,使用高分子自组装进行粗化,可以在保持电压及波长特性的条件下,提高光输出功率19.3%。     

飞秒激光直写实现氧化锗玻璃内部光调制

利用脉宽和重复频率可调的超快激光系统,研究了氧化锗玻璃内部自组装纳米光栅的结构特点和关键影响因素。确定了氧化锗玻璃中纳米光栅的形成阈值,发现其与材料的带隙及激光的脉宽有关。在优化加工参数的基础上,利用纳米光栅的双折射特性,在氧化锗玻璃内部实现了光学微元件,并演示了其功能。分析了飞秒激光的重复频率对纳米光栅的形成和结构性能的影响,发现氧化锗玻璃中纳米光栅的双折射强度具有反常的偏振依赖性,并分析了这种现象出现的原因。