我国实现单壁碳纳米管结构/手性可控生长

正在北京市科委纳米专项支持下,北京大学化学与分子工程学院李彦教授课题组在单壁碳纳米管手性可控生长研究上取得重要突破,为碳纳米管的应用,尤其是碳基电子学的发展奠定了基础。据预测,基于硅基CMOS集成电路的微电子技术在未来10年左右将趋近于发展的极限,发展后摩尔时代的纳电子技术已迫在眉睫。2009年,国际半导体路线图委员会推荐基于碳纳米管和石墨烯的碳基电子学技术作为未来10~15年可能显现商业价值的新一代电子技术。材料是碳基电子学发展     

硅基沉积氮化镓,碳化硅,III –V 族及其合金材料研究进展

硅基沉积氮化镓, 碳化硅, III-V 族及其合金材料是近年来的研究热点. 氮化镓, 碳化硅及其III-V 材料在光电子和电子元件领域有着广泛的应用.例如大功率, 高速器件, 大型激光器, 紫外探测器等等. 尽管硅基片具有低成本, 大的尺寸,和极好的电热导性能等优点, 硅基片仍没有成为氮化镓, 碳化硅及III – V 的主要沉积基片, 其原因在于硅基片与氮化镓, 碳化硅及III-V 材料之间的热膨胀系数和晶格常数之间的失配. 自从1998年, IBM 的课题组用分子外延方法在硅基片上沉积氮化镓, 并且成功地制备了氮化镓激光器之后, 硅基氮化镓的研究开始备受关注. 近年来的研究发现, 使用氧化铝和氮化铝镓作为过渡层. 硅基氮化镓的热应力及与硅基片之间的晶格失配可以明显降低.在 6英寸的(111) 取向的硅基片上用化学气相方法可以成功地沉积超过一个微米厚的无裂纹的单晶氮化镓. 德国的AZZURRO 公司成功地制备硅基片氮化镓的大功率的蓝色激光器. 美国的NITRINEX公司也生产了硅基氮化镓大功率电子元件. 超大功率的硅基氮化镓电子元件仍在研究中. 在2007年, 英国政府设立了一个固体照明器件的研究项目. 主要着手研究6英寸的硅基氮化镓激光器. 另一方面, 在过去的40年, 超大规模硅基CMOS 技术已有了长足的发展, 下一代低功耗高速逻辑电路要求低的驱动电流, 小的活门尺寸低于 30 nm 和快速反应性能. 这就要求器件通道材料具有很高的电子(或空穴)迁移率. III-V 材料, 例如InSb, InAs, 和InGaAs 具有电子迁移率高达 80000 cm2/VS. 它们将是下一代低于 30 nm 硅基CMOS 器件最好的候选材料. 在 2007 年美国DARPA/MTO 设立了一个研究项目来发展硅基 III-V材料器件, 着重于发展高速硅基III-V材料CMOS 器件. 第一届”硅基氮化镓,碳化硅,III-V及其合金材料研究进展 ”国际会议也将于3月 24日-28日在旧金山MRS 2008年初春季会议上召开.     

北大超薄柔性电子器件研究获得重要进展

正近日,北京大学信息科学技术学院、纳米器件物理与化学教育部重点实验室胡又凡研究员与彭练矛教授课题组针对超薄柔性电子器件的研究取得重要进展。他们利用碳纳米管网络薄膜作为沟道材料,在超薄柔性衬底上制备出高性能的CMOS电子器件,并成功地将传感集成系     

碳纳米晶体管性能首次超越硅晶体管

正据美国威斯康星大学麦迪逊分校官网近日报道,该校材料学家成功研制的1英寸大小碳纳米晶体管,首次在性能上超越硅晶体管和砷化镓晶体管。这一突破是碳纳米管发展的重大里程碑,将引领碳纳米管在逻辑电路、高速无线通讯和其他半导体电子器件等技术领域大展宏图。碳纳米管管壁只有一个原子厚,是最好的导电     

碳纳米晶体管首次实现性能超越硅晶体管

正9月5日,据美国威斯康星大学麦迪逊分校官网日前报道,该校材料学家成功研制的1英寸大小碳纳米晶体管,首次在性能上超越硅晶体管和砷化镓晶体管。这一突破是碳纳米管发展的重大里程碑,将引领碳纳米管在逻辑电路、高速无线通讯和其他半导体电子器件等技术领域大展宏图。碳纳米管管壁只有一个原子厚,是最好的导电材料之一,因而被认为是最有前景的下一代晶体管材料。碳纳米管的超小空间使得它能够快速改变流经它的电流方向,因此能达到     

油基纳米流体的电导率

以1种典型成品油和2种典型原油为基液,采用两步法制备油基纳米流体,研究含不同质量分数的球形氧化铁纳米颗粒与大长径比碳纳米管对油样电导率的影响,分析油基纳米流体电导率变化的主要机理。结果表明:氧化铁油基纳米流体电导率没有明显增大,碳纳米管油基纳米流体电导率均显著增大;碳纳米管成品油基纳米流体的渗流阈值(质量分数,以下同)为0.27%,添加质量分数为2%的碳纳米管分散液的成品油基纳米流体电导率增大5.83×1010倍;2种添加碳纳米管的原油基纳米流体与成品油基纳米流体的电导率变化规律类似,渗流阈值为0.1%~0.3%,添加质量分数为0.5%的碳纳米管分散液的原油基纳米颗粒电导率增大近1 000倍;大长径比碳纳米管通过在原油中建立电桥,有效增大了原油电导率。     

新型锂电池负极复合材料硅/无定形碳/碳纳米管的制备及性能研究

通过高温裂解蔗糖混合纳米硅和碳纳米管,得到硅/无定形碳/碳纳米管复合材料.实验结果表明,复合材料的首次放电容量高达1315.4mAh/g,首次充放电效率为72.4%,经过20次充放电循环后可逆容量仍高达830.5mAh/g.具有良好弹性的碳纳米管组成的网状结构使复合材料能保持较好的形貌,而碳纳米管优良的导电性可以使更多...     

微电子所在新型负电容FinFET器件研究取得进展

正近日,中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心,面向5纳米及以下节点高性能和低功耗晶体管性能需求,基于主流后高K金属栅(HKMG-last)三维FinFET器件集成技术,成功研制出高性能的负电容FinFET器件。现有硅基晶体管受玻尔兹曼热力学限制,室温下亚阈值摆幅SS≥60mV/dec,阻碍了工作电压的继续降低。当集成电路技术进入5纳米及以下节点,随着集成度的持续增加,     

纳米材料

<正>日本首次合成碳纳米带日本名古屋大学的研究组最近首次成功合成了国际学界60年前理论上提出的筒状碳分子"碳纳米带"。碳纳米带比同样为筒状结构的碳纳米管(CNTs)短,用于铸模可获得期望结构的碳纳米管,将促进碳纳米管的迅速普及。该成果发表在4月14日的《科学》杂志的电子版上。     

欧盟将研发Ⅲ -Ⅴ族化合物纳米CMOS用于硅系统级芯片

正未来雷达成像系统和5G通信系统的工作频率更高,在提高精度和数据传输速率的同时,功耗也随之增大。为减小功耗、提高性能、降低成本,欧洲启动"下一代高性能CMOS SOC Ⅲ -Ⅴ族化合物纳米半导体集成技术"(INSIGHT)项目,重点开发Ⅲ -Ⅴ族化合物CMOS技术。该项目旨在开发硅基Ⅲ -Ⅴ族化合物CMOS制造技术,     

预置镍化学气相沉积法制备定向碳纳米管(英文)

采用化学气相沉积法(CVD),在溅射了镍薄膜的硅基底上制备了定向碳纳米管薄膜。对镍薄膜的氨气预处理过程及其机理进行了研究。结果发现预处理后的岛状区域随着薄膜厚度的增加而增加,纳米粒子区域的变化则与之相反。对5nm的镍薄膜进行预处理能获得细化和均匀分布的纳米粒子,有利于定向碳纳米管的生长。碳纳米管的生长过程及其细微结构与温度有很大关系。碳源的分解、碳原子在催化剂内部的扩散以及催化剂粒子的团聚三者之间的竞争决定了碳纳米管的生长情况。本文分析了碳纳米管的顶部生长模式及该模式下催化剂粒子的形态变化。     

原子层沉积工艺制备催化薄膜厚度对生长碳纳米管阵列的影响

通过原子层沉积(ALD)工艺在硅基底依次沉积氧化铝缓冲层薄膜和氧化铁催化薄膜, 然后利用管式炉进行水辅助化学气相沉积(WACVD)生长垂直碳纳米管阵列(VACNTs)。结果表明: ALD工艺制备的氧化铁薄膜经还原气氛热处理可形成碳纳米管阵列生长所需的纳米催化颗粒; 氧化铁薄膜厚度与纳米催化颗粒大小以及生长出的碳纳米管阵列的结构密切相关。当氧化铁薄膜厚度为1.2 nm时, 生长出的碳纳米管阵列管外径约为10 nm, 管壁层数约为5层, 阵列高度约为400 μm。增大氧化铁薄膜的厚度, 生长出的碳纳米管阵列外径和管壁数增加, 阵列高度降低。实验还在硅基底侧面观察到了VACNTs, 表明ALD工艺可在三维结构上制备催化薄膜用于生长VACNTs。     

纳米硅薄膜及其太阳电池研究进展

纳米硅薄膜具有新颖的结构特征和一系列独特的物理性质,可望应用于新型光电子器件、量子功能器件、集成电路等领域.本文综述了纳米硅薄膜的研究现状及其优良的光电性能和纳米硅薄膜太阳电池的研究进展,指出在生产制备与性能方面纳米硅薄膜太阳电池所具有的优势,具有良好的发展前景.     

硅纳米晶体的制备、性质及其在光电器件中的应用

硅纳米晶体作为最重要的元素半导体 硅的一种纳米形式，由于具有独特的光电特性和友好的环境相容性引起了研究者们的广泛关注。近年来，人们围绕着量子限域效应、表面效应和掺杂效应三个最重要的因素对硅纳米晶体的性质开展了研究，并通过三者对硅纳米晶体的电学和光学性能进行调控，使其满足面向印刷电子、硅基集成和生物兼容的高性能光电器件的应用。目前，基于硅纳米晶体的太阳能电池、发光二极管和光电探测器等重要光电器件已经被研制出来。综述了近年来国内外研究者们在硅纳米晶体的制备、性质研究及其在光电器件中的应用所取得的研究进展，并展望了硅纳米晶体在材料性能调控方面的发展前景。     

无黏结剂柔性Si/CNT/纤维素复合阳极及其电化学性能

硅/碳复合材料作为最具潜力的下一代阳极材料,受到广泛关注。为减少硅巨大膨胀所产生的应力,避免硅纳米颗粒的粉化,提高硅基锂离子电池的电化学性能,制备了一种多微孔结构的多壁碳纳米管(MWCNTs)纸,嵌入纳米硅制得Si/MWCNTs/纤维素复合柔性锂离子电池阳极。FESEM显示,纳米硅均匀地嵌入在MWCNTs构建的三维导电网络中,纳米硅和导电载体具有良好的接触,使得界面电阻大幅下降,同时纳米硅在电池充放电过程中具有足够的膨胀空间,保证了材料的结构稳定性和化学稳定性。电化学检测显示,其首次放电比容量达到2024 mAh/g,循环30次后比容量维持在850 mAh/g,展示出良好的循环稳定性和较高的比容量。同时,其制作工艺相比传统涂敷类阳极得以简化,可操作性高,易于实现产业化。     

后CMOS时代中的纳米材料

一、非CMOS纳米计算机中的纳米材料MOSFET技术的发展正在不断孕育出崭新的设计结构与器件工艺,促使CMOS技术不断向纳米尺度拓展。这些浮现出的纳米工艺会推动MOSFET结构向22纳米晶体管工艺(9纳米门器件物理长度)渗透,据乐观估计会在2016年前实现。这些新的器件无疑会依靠大量的     

静电驱动压阻检测微机械陀螺仪的研究

对静电驱动压阻检测微机械陀螺仪进行了结构设计并对工作原理进行了介绍．与硅压阻器件相比,本文利用多势垒纳米膜所具有的压阻效应作为检测方式,实现了较高的压阻灵敏度;采用硅基异质外延砷化镓薄膜工艺进行陀螺结构以及多势垒纳米膜器件的加工,较好地实现了工艺的兼容．通过对结构进行模态仿真,确定了陀螺的固有频率．     

基于碳纳米管的含油纳米制冷剂核态池沸腾换热特性

通过实验研究了基于碳纳米管(CNTs)的含油纳米制冷剂(即由制冷剂R113、润滑油VG68和碳纳米管组成的纳米流体)的核态池沸腾换热特性,分析了碳纳米管对含油制冷剂核态池沸腾换热的影响.实验中采用了外径为15～80nm、长度为1.5～10μm的四种碳纳米管.实验的饱和压力为101.3 kPa;热流密度为10～80 kW/m2;纳米油(碳纳米管和润滑油的混合物)的质量分数为0～5％;在纳米油中碳纳米管的质量分数为0～30％.实验结果表明:碳纳米管增强了含油制冷剂的池沸腾换热,在测试工况下换热系数最大可增加61％.当纳米油中碳纳米管浓度为20％不变,纳米油浓度由1％提高到5％时,不同尺寸的碳纳米管对换热系数的增加幅度由27％～59％降低至23％～55％;当纳米油的浓度为1％不变,纳米油中碳纳米管浓度由20％提高到30％时,不同尺寸的碳纳米管对换热系数的增加幅度由27％～59％升高到33％～61％.通过实验获得了基于碳纳米管的含油纳米制冷剂池沸腾换热关联式,关联式的预测值与96％的实验数据偏差在±10％以内.     

硅纳米管的制备及应用前景

自组生长的硅纳米管是在一定条件下由一个个原子自己搭建生成、内部排列有序的一种新型的一维纳米材料,它完全可以体现硅纳米管的真实特性,同时具备碳纳米材料和硅纳米线材料的性能,在传感器、晶体管、光电器等纳米器件及场发射显示屏等方面具有广泛的应用前景。作者采用全新的水热溶液生长法合成硅纳米管。这种硅纳米管是国际上第一次合成自组生成的硅纳米管,为将来制造纳米电子器件提供了继碳纳米管、硅纳米线后的又一种全新的纳米材料。     

北大排列高密度半导体碳纳米管 电子学性能超同尺寸硅基器件

正集成电路的发展要求互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管在持续缩减尺寸的同时提升性能,降低功耗。随着主流CMOS集成电路缩减到亚10nm技术节点,采用新结构或新材料对抗场效应晶体管中的短沟道效应、进一步提升器件能量利用效率变得愈加重要。在诸多新型半导体材料中,半导体碳纳米管具有超高的