纳米氧化锌的制备及应用

纳米氧化锌具有表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,近年来作为新型功能材料的研究备受各方面的关注.综述了纳米氧化锌的结构性能、合成方法,并展望了其今后的应用前景.     

博采众长 求实创新——记教育部凝聚态物理学科长江学者钟建新教授

湘潭大学材料与光电物理学院院长、湘潭大学量子工程与微纳能源技术研究所所长、湖南省凝聚态物理重点学科负责人钟建新教授是一位建树颇多的青年学者，其主要贡献包括：提出了半导体量子结构分区掺杂和无序一有序量子偶合系统的新概念；发现和阐明了量子扩散的两个重要普适规律；发现和阐明了分子束外延薄膜生长过程中表面纳米结构形态演化的一些重要规律和机制；发现了半导体纳米线的结构特征及其量子尺寸效应；发现了纳米结构在弯曲表面上生长和形态演化的重要机制；发现了准周期体系的能级涨落规律及其与随机矩阵理论和量子混沌理论的普遍联系；建立了准周期系统的量子动力学理论和适用于各种非周期系统的格林函数重正化群电子结构理论和方法；首先将随机矩阵理论应用到基因网络研究，发现了一个从基因微阵列数据中构造基因网络和识别功能基因模块的新方法等。他在国际知名学术刊物发表论文七十余篇，并多次在重大国际会议上做邀请报告，其中包括欧洲原子与分子计算中心讲习班特邀报告，美国纳米技术大会邀请报告，美国物理协会三月年会邀请报告，国际复合材料和纳米工程大会荣誉邀请报告，     

InP(001)基衬底上自组织生长InAs量子点(线)的光学性质研究

在InP(001)基衬底上用分子柬外延方法生长InAs纳米结构材料，通过衬底的旋转与否及混合生长模式，得到了两种InAs量子点和量子线，并研究了量子点、线的光学性质，结果表明，两种方式都可生长出较强发光的量子点(线)；由量子点排列构成的量子线的光致发光光谱呈现出多峰结构，分析和理论计算表明这是InAs量子线上各量子点在垂直方向上不同高度分布和非连续性而造成的。     

半导体量子点/聚合物纳米复合材料研究进展

半导体量子点/聚合物纳米复合材料是在分子尺度上形成的先进光电功能材料,其综合了半导体和聚合物材料的各自优点,并呈现出独特的电学、光学和光电子学等特性.根据聚合物中掺杂纳米半导体量子点材料的种类不同,对半导体量子点/聚合物纳米复合材料的制备、分类、器件结构与特性和研究进展进行了概要评述,并展望了其发展趋势.     

InAs自组织量子点(线)的制备和表征

在InP(001)基衬底上用分子束外延方法生长了InAs纳米结构材料，通过改变生长方式，得到了InAs量子点和量子线。根据扫描电镜和透射电镜观测结果的分析，认为衬底旋转时浸润层三角形状的台阶为InAs量子线的成核提供了优先条件，停止衬底旋转时InAlAs缓冲层沿[11^-0]方向分布的台阶促使InAs优先形成量子点。讨论了量子点和量子线的形成机理。     

以纳米结构量子物理原理美研发出新型固态量子冰箱

美国国家标准与技术研究院的研究人员展示了他们最新研制的一款固态量子冰箱，这款制冷机利用了微型和纳米结构的量子物理学原理，可将一个比自身体积大得多的物体冷却到极其低的温度。项目负责人乔尔·乌洛姆说：“我们利用纳米结构的量子力学来冷却铜块，而铜几乎是这种制冷元件重量的100万倍。这是纳米或微电机装置可用来操纵宏观世界的一个罕见例子。”     

金纳米粒子的最新研究进展

金纳米粒子是最稳定的金属纳米粒子之一，由于其具有优良的稳定性和光学性质，使其在许多领域有着广阔的应用前景。本文主要对金纳米粒子和表面修饰金纳米粒子的制备方法进行分析总结，指出各种方法的制备原理及特点。同时，阐述了金纳米粒子的一些特殊性能，如：表面吸收带效应、荧光效应、量子尺寸效应、单电子跃迁等。并对金纳米粒子的应用进行了展望。     

纳米ZnO材料在染料/量子点敏化太阳能电池中的研究进展

ZnO是一种性能优异的环保半导体材料,其具有合成原材料来源丰富、制备条件简单、形貌结构易调控等优点,被广泛应用于能源、信息、环境等领域。在染料/量子点敏化太阳能电池中,ZnO通常被用作光阳极材料,负载光吸收剂,同时接收和传输电子。通过发挥其结构易控制的优点,一系列不同的ZnO纳米结构,如纳米球,纳米线,纳米片或纳米花等被用于敏化太阳能电池的光阳极,从而极大地提高了敏化太阳能电池的性能。综述将主要从单一纳米结构和复合结构两方面对纳米ZnO材料进行介绍,讨论了不同ZnO结构在染料/量子点敏化太阳能电池中的最新研究进展,并对电池光电性能的进一步提升提出新的展望。     

晶体－金属“混血”纳米设备可控制量子比特自旋

美国科学家使用其研发的独特的金属－半导体“混血”纳米设备,演示了一种新的光和物质的相互作用,且在仅为几纳米的胶体纳米结构中首次实现了对量子比特自旋进行完全的量子控制,这些新进展朝着制造出量子计算机迈开了更加关键的一步。该研究成果发表在7月1日的《自然》杂志上。     

晶态纳米TiO2的低温液相合成最新进展

纳米TiO2由于其具有大的比表面积和量子尺寸效应等特殊性质引起了人们广泛关注。低温液相合成晶态纳米TiO2由于避免了高温煅烧过程，可望赋予其更优越的物理化学特性。详细介绍了晶态纳米TiO2的低温液相合成方法，并展望了液相合成晶态纳米TiO2技术的发展前景。     

新型五温区碲化汞单晶炉热场结构数值模拟

碲化汞(HgTe)晶体材料由于其优越的光电性能,在大面阵红外探测器领域有着广阔的应用前景.为了获得更适合HgTe单晶制备的温度梯度,本实验提出了一种新型五温区HgTe单晶炉热场结构,并通过对单晶炉内热场的数值模拟计算,得出了不同晶体生长阶段炉体内部的温度分布,获得了相应的温度梯度和热流密度分布,计算出梯度区内温度梯度约4.88℃/cm;同时搭建了五区加热试验平台,经过试验测得梯度区内温度梯度约为4.96℃/cm.     

脉冲激光沉积制备纳米材料研究进展

纳米结构的材料由于其优异的性能,已经成为当今材料科学的热点之一,而脉冲激光沉积法由于其独特的优点而越来越受到重视。本文阐述了用脉冲激光沉积法制备各种纳米结构的研究进展,包括量子点、纳米线、纳米棒、纳米针、纳米环、纳米管、纳米锥,并展望了该项技术在纳米结构制备方面的应用前景,随着高功率脉冲激光技术和设备的发展,PLD工艺参数的进一步优化,该技术将在纳米结构的制备方面发挥重要的作用。     

纳米电子技术在推进

纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，其主要思想是基于纳米粒子的量子效应来设计并制备纳米器件，它包括纳米有序(无序)阵列体系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将微电子集成电路进一步减小、研制出由单原子或单分子构成的在室温能使用的各种器件。     

含量子点纳米青蒿琥酯胶囊的制备与性能研究

通过在纳米青蒿琥酯胶囊内包埋有荧光特性的量子点,探索纳米药物药理研究可视化的方法;通过初生态微晶法制备了具有可检测荧光特性的纳米胶囊,探讨影响纳米胶囊形成和量子点荧光稳定性的主要因素。     

物理所在纳米量子结构可控性实验与理论研究中获新成果

最近。中国科学院物理所高鸿钧研究组时东霞、季威等人在纳米量子结构可控性的实验和理论研究中取得新进展。他们在对功能纳米分子体系进行的系统研究基础上。从理论和实验上进一步研究了烷烃侧链对芳香烃衍生物在贵金属表面的生长与结构特性。研究表明。通过改变无功能特性的烷烃侧链可对整个分子纳米体系的结构与性质进行调控，这拓展了人们对有机功能分子纳米体系的控制能力，发展了有机功能分子在固体表面生长的相关理论与方法。结果发表在美国《物理评论快报}（Phys．Rev．Lett．96，226101（2006））上。     

量子点敏化太阳能电池TiO2光阳极研究进展

不同结构的TiO_2光阳极对量子点敏化太阳能电池(QDSCs)性能有着重要影响,通过构筑不同纳米结构的TiO_2光阳极,能够有效提升电池性能。介绍了QDSCs的结构和基本原理,重点综述了不同结构的TiO_2光阳极,如零维(0-D)纳米结构、1-D纳米结构、2-D纳米结构及其它复合纳米结构在QDSCs中的应用现状和发展趋势,同时讨论了不同结构TiO_2光阳极的优缺点。最后,指出了可能提升QDSCs效率的有效途径。     

量子引力场中纳米颗粒的量子理论

首次给出纳米颗粒哈密顿量的明确表示。根据纳米颗粒的量子自旋特性,得到纳米颗粒质量随时间变化的规律。根据纳米颗粒哈密顿量的守恒条件,得到纳米颗粒的量子平动动量、纳米颗粒的量子转动动量、纳米颗粒所受的量子引力及纳米颗粒与纳米颗粒引力中心的量子距离随时间变化的规律。证明纳米颗粒的量子平动动量、纳米颗粒与纳米颗粒引力中心的量子距离、纳米颗粒的量子能量均与颗粒所处的量子状态有关。对于不同量子状态的纳米颗粒,上述物理量的取值不同。本文中创新一组满足对易关系互为共轭的复量子数算符,建立纳米颗粒的量子算符代数理论,得到纳米颗粒能量的量子化表示。     

中科院纳米氧化锌材料研究取得重要进展

据有关媒体报导，中科院力学所科研人员利用气相沉积法，成功地合成了多种形貌的微纳米氧化锌材料，比如纳米线、纳米棒、纳米锥、四足纳米氧化锌等，还实现了纳米氧化锌在碳纳米管上的直接生长，并制备出多种独特形貌的氧化锌微纳米材料，通过这种方法合成出来的材料具有很强的发光性能和催化活性。准一维纳米材料由于量子尺寸效应具有许多特异的物理、化学特性，是研究电子传输行为、光学特性和力学性能等物理性质的理想系统，在构建纳米电子和光学器件方面具有很大的应用潜力，近年来受到各界的广泛关注。纳米氧化锌特有的量子尺寸效应、界面效应和耦合效应，使其在紫外激光器、光波导器件、发光元件、表面声波元件、太阳能电池窗口材料、压敏电阻及气体传感器等方面有着广泛的用途，被称为“第三代半导体材料”。     

衬底温度及退火对液滴外延法生长InAs量子点的影响

研究了In液滴法生长InAs量子点时不同衬底温度,以及是否引入退火的量子点生长情况并建立了物理模型。发现In原子沉积在衬底表面会首先沿[11-0]方向形成条状量子线,由于表面能会趋于最小,量子线会分裂成小段成为量子点的核心,当衬底温度从460℃上升至480℃时,量子点增多的同时量子线减少,且纳米结构的平均高度从4.09nm上升至4.58nm。在衬底温度为480℃的条件下引入退火后,扫描区域内只存在量子点结构,纳米结构平均高度上升至8.56nm。认为In液滴法生长量子点,是一个先形成量子线,量子线再分裂形成量子点的核心,继而捕捉由ES势垒束缚在台阶边缘的原子形成量子点的过程,退火的引入会促进量子线-量子点的转化,提高尺寸均匀性,并由此建立了物理模型。     

离子注入对纳米Si3N4结构的影响

通过FT－IR、XPS格荧光光谱研究了离子注入对纳米Si3N4结构的影响,发现离子注入改变了材料中游离硅（a-Si)的结构,使其变成了SiNn(n-1,2),荧光谱研究表明纳米Si3N4具有明显的量子限制效应,并且荧光峰的位置和强度存在不稳定性,根据实验结果给出了纳米Si3N4的能级结构图。