二维有机单晶p-n结用于双极晶体管（英文）

有机二维单晶半导体p-n结(pn-2DCOS)因其单晶性质和出色的双极性电荷传输特点,在有机逻辑电路领域具有巨大的应用潜力.然而,在p-n结中获得高度有序的单晶结构异常困难,因此关于pn-2DCOS的文献报道很少.本文基于简单滴注法和有效的二次转移技术成功得到基于C8-BTBT (p型)和TF T-CN (n型)的pn-2DCOS器件.这种具有几个分子层厚度的超薄pn-2DCOS的高性能双极场效应晶体管具有良好的平衡双极电荷传输性质,空穴迁移率高达0.43 cm^2V^-1s^-1,电子迁移率高达0.11 cm^2V^-1s^-1.这项工作为研究有机p-n结的固有特性提供了有效方法,并可为实现高性能有机互补电路提供借鉴.     

基于二维半导体的模拟电路最新进展（英文）

摩尔定律驱动的器件持续微缩已经开始给硅基晶体管的模拟性能带来潜在问题,其中本征增益作为最重要的模拟指标会随着技术节点的缩小而降低。二维半导体因其平坦的界面、原子级厚度的几何结构,允许极好的栅静电控制,并且不受短通道效应的影响而引起了广泛的关注。这些优异的特性使二维半导体在提高模拟电路性能中表现出巨大的潜力。本文中,我们回顾了基于二维半导体的模拟电路的最新研究进展。文章首先介绍了衡量模拟电路性能的重要指标,然后重点介绍了基于二维半导体的单级放大器的实现、接触工程、和互补技术,并进一步讨论了基于二维晶体管的复杂电路,如电流镜、运算放大器、射频电路。最后我们讨论了基于二维晶体管的模拟电路的应用前景和面临的关键挑战。     

可用于柔性光波导的具有二维弯曲和手动扭转特性的有机晶体（英文）

大部分有机晶体是脆性的,这极大地限制了其在柔性智能材料领域的应用.本文报道了两种具有多重柔性的有机晶体,其中一种表现出二维弹性,而另一种晶体可以沿不同晶面表现出塑性和弹性双重柔性.另外,通过获得两种晶体的脆性多晶型,从晶体工程的角度建立了结构与性质之间的关系.这些柔性晶体都可以被手动扭转而不断裂,首次证明了手工扭转的晶体也可以通过一维塑性和弹性晶体制备.详细的晶体学分析、能量框架计算和和纳米压痕测试揭示了晶体的多重机械响应机理.这些特性除了与晶体中独特的分子排列相关外,还与分子间相互作用的强度和方向的差异密切相关.最后,探究了这些柔性晶体材料在光波导领域的应用.     

基于玻璃毛细管制备用于生物检测的纳米孔（英文）

利用玻璃毛细管,发明了一种新型用于生物检测纳米孔的制备方法.实验表明,在玻璃毛细管内壁包埋石蜡层,通过加热玻璃微管的局部,可以拉制形成直径约50 nm的纳米孔.研究表明,制备玻璃纳米孔的关键步骤是控制吸附在内壁上的石蜡层的厚度,这直接影响纳米孔的直径.利用制备的纳米孔,我们已经成功地在实验中检测出生物分子,表明此种方法制作的玻璃纳米孔可以进行生物检测.通过这种方法可快速廉价地制作玻璃纳米孔,提供了一种替代硅技术制作纳米孔的技术.     

铁掺杂诱导二维硒化铟的多铁性（英文）

多铁材料具有巨大的潜力,可应用于新型磁电设备,如高密度非易失性存储等.在本工作中,我们报道了一种具有铁电性和铁磁性共存特性的新型二维铁掺杂硒化铟.实验结果显示,Fe原子在In原子位点进行了替位掺杂,Fe的含量约为3.22%,其化学式为Fe0.16In1.84Se3.基于密度泛函理论第一性原理计算预测,当Fe替代硒化铟中In的位置时,每个Fe原子的磁矩为5μB.我们通过量子干涉超导测试进一步证实了理论预测.磁性测量表明纯硒化铟是抗磁性的,而Fe0.16In1.84Se3表现出铁磁行为,在2 K时具有平行各向异性,居里温度约为8 K.此外,压电力响应测试表明Fe原子掺杂进入铁电硒化铟纳米薄片后仍保持稳定的室温铁电性.研究结果表明,层状多铁材料Fe0.16In1.84Se3在未来的纳米电子、磁性和光电器件中具有潜在的应用前景.     

基于MEMS技术可植入微压力传感器的检测电路设计（英文）

为实现体内压力（如：血压、颅内压等）的实时监测,采用微机电系统（MEMS）技术制造出植入式微压力传感器.由于它是电容式传感器,在信号读取系统中,首先通过集成电路CAV414将电容信号转换为电压信号.通过理论计算和实际试验测试,微压力传感器初始电容值为15 pF.CAV414检测范围是10 pF~2 nF,检测精度为电容初始值的5%,因此在该系统中可检测到的电容最小变化量为0.75 pF,其输出电压范围为0~5 V,该电压信号可以直接作为模拟/数字转换器（ADC）的输入信号.选用ADC0809实现模拟信号向数字信号的转换.ADC0809为一款8通道8位模数转换器,通过FPGA实现对ADC0809的驱动控制.ADC0809的8位输出信号直接作为数字信号的输入,在本文试验中数字信号处理通过FPGA编程实现.     

影响单壁碳纳米管氢气传感器的因素（英文）

单壁碳纳米管用于制造氢气传感器已有几十年的历史。由于单壁碳纳米管与氢气的相互作用很小,因此需采用了多种改性来辅助,改性物包括金属、金属氧化物与聚合物等。一些研究指出,当与碳纳米管上的官能团结合时,改性物可以使响应提高几个数量级。在目前的研究中,已开发了许多新的结构。此外,单壁碳纳米管的直径和手性等结构也会影响氢气探测器的性能。本文对单壁碳纳米管的改性进行了分类,并对其影响因素进行了讨论,旨在为制造高响应度和低检测限的探测器提供支撑。     

基于受体修饰的双层有机场效应晶体管化学传感器用于高灵敏检测锂离子电池电解液泄漏（英文）

易燃易爆的锂离子电池电解液泄漏是电池故障的早期症状之一,甚至会导致电池自燃或电动汽车爆炸.因此,有必要找到一种快速简单的方法来监测电解液泄漏.现有的传感器难以有效且快速地检测微量电解液泄漏.我们首次提出了一种将有机场效应晶体管(OFET)的灵敏度和联二脲受体的选择性相结合,以检测电池电解液泄漏的策略.复合后的传感器与没有受体的原始传感器相比,灵敏度显著提高,传感器对碳酸二乙酯的检测限低至1.4 ppm.并且可以在几秒钟内有效地检测到微量的泄漏, 200 n L电解液泄漏能够导致3%的响应.受体复合后的OFET传感器的优异性能使其成为锂离子电池安全监测的良好候选者,并为传感技术的发展提供了一个有前途的平台.     

科学家制备出二维黑磷场效应晶体管

正近日,记者从中国科学技术大学获悉,该校微尺度物质科学国家实验室教授陈仙辉课题组与复旦大学教授张远波、封东来和吴骅课题组合作,制备出具有几个纳米厚度的二维黑磷场效应晶体管。研究成果近日在线发表在《自然纳米科技》杂志上。     

基于场效应晶体管原理制备二硫化钼光电探测器（英文）

过渡金属二硫属化物在电学、光学和机械电子领域展示了强大的应用潜力和价值.其中,二硫化钼作为场效应晶体管中绝缘栅极材料和沟道材料,得到了越来越多的关注.本文研究了基于场效应晶体管原理制备而成的多层二硫化钼光电探测器.通过光学显微镜和原子力显微镜表征了该器件的表面形貌,同时研究了该器件基于场效应晶体管的电学特性和作为光电探测器的光电特性.该器件中,二硫化钼的电子迁移率达到了80 cm2/(V·s),最高探测光电响应为5 A/W.该光电探测器的探测波长极广,并且在所有测试过程中器件稳定性优良.     

一种有效提升石墨烯晶体管迁移率的加工方法（英文）

传统光刻工艺加工石墨烯沟道的方法中,石墨烯表面的光刻胶残留严重影响其电学特性,导致载流子迁移率大大降低.为了解决光刻胶残留的问题,采用聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)作为缓冲层,将石墨烯与光刻胶隔离,可以有效保护石墨烯表面,使石墨烯保持干净的表面.电学测量结果表明,与传统光刻方法相比该方法制备出的石墨烯场效应管的迁移率提升了5倍.此外,通过采用聚合物辅助的转移方法,可实现大面积石墨烯的转移.拉曼光谱数据表明,这种转移方法对石墨烯造成的沾污和破损非常微弱.该加工工艺不仅与CMOS工艺兼容,而且适用于各种基于石墨烯的微电子器件.     

多肉状微马达用于动态检测和降解四环素（英文）

四环素是一种广泛使用的抗生素,但它在环境中难以降解,而且会促使耐药细菌的出现.因此,迫切需要采取有效的措施对其进行检测和分解.在此背景下,我们设计了一种多肉状的ZnO/MOF/Fe₃O₄混合微型马达,用于动态检测和光催化降解四环素.我们使用微纳米加工和种子生长方法成功制备了具有多肉植物状结构的ZnO微型马达.在氧化锌马达阵列上,通过表面修饰,比如改变其表面电位、负载响应性检测功能MOF、磁性纳米颗粒和催化剂,最终得到了可用于动态荧光检测和高效降解的自驱动可控微马达.这种功能性微马达在环境检测和治理等方面具有很好发展前景.     

碳纳米管场效应晶体管用于大肠杆菌检测的研究

采用连接分子1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯(PASE)和大肠杆菌抗体对碳纳米管场效应晶体管(CNTFET)进行修饰,制备出针对大肠杆菌检测的生物传感器。通过扫描电镜发现有连接分子修饰的CNTFET对大肠杆菌有很好的吸附效果,且根据检测大肠杆菌过程中CNTFET源漏电极之间电阻的变化特点,发现仅有连接分子修饰的CNTFET对大肠杆菌有很好的响应效果。另外,用CNTFET检测不同浓度的大肠杆菌时,随着大肠杆菌浓度的增加,源漏电极之间的电阻也越来越大,证明了以CNTFET为基础的生物传感器检测大肠杆菌的可能性。     

二维过渡金属碳氮化合物的生物医学应用

二维过渡金属碳化物、氮化物及碳氮化合物(MXenes)是一类新兴的二维纳米材料.由于其独特的光、电、磁、热等物理化学性能,MXenes二维材料被广泛应用到能源储备、环境监测、化学催化等领域.由于其大的比表面积、优异的近红外吸收和组分可调换等性质,近年来在生物医学方面也得到了快速的发展.简要介绍了MXenes二维纳米材料...     

用于高温气冷堆的核石墨（英文）

自1942年首次在CP-1反应堆中使用以来,核石墨因其优异的综合性能,在核反应堆特别高温气冷堆中被广泛使用。作为第四代候选堆型之一,高温气冷堆主要包括球床堆和柱状堆两种堆型。在两种堆型中,石墨主要用作慢化剂、燃料元件基体材料及堆内结构材料。在反应堆运行中,中子辐照使得石墨的相关性能下降甚至可能失效。原材料及成型方式对于石墨的结构、性能及其在辐照中的表现起到决定性的作用。辐照中石墨微观结构及尺寸的变化是其宏观热力学性能变化的内在原因,辐照温度及剂量对于石墨的结构及性能变化起决定性作用。本文介绍了高温气冷堆中核石墨的性能要求及核石墨的生产流程,阐述了不同温度及辐照条件下石墨热力学性能及微观结构的变化规律,并对当前国内外核石墨的研究现状及未来核石墨的长期发展如焦炭的稳定供应和石墨的回收进行讨论。本文可为有志于研发用于未来我国商业化的高温气冷堆中的核石墨的生产厂家提供参考。     

二维CdO纳米棒的制备及其用于葡萄糖传感器的可行性

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板采用静电纺丝法并结合高温煅烧制备出二维CdO纳米棒,用SEM、TGA、DSC、FT-IR及XRD等手段对产物的形貌和结构进行了表征.结果表明,所得纳米棒为纯度较高的CdO,呈互相粘连的二维平面薄膜和多孔结构形貌.这种形貌的生成与聚合物的熔融分解有关.用这种材料修饰玻碳电极并检测了对葡萄糖...     

用于低功率神经形态晶体管的金属氧化物半导体纳米纤维中阳离子比例的合理调整（英文）

宽带隙金属氧化物半导体(MOS)纳米纤维神经形态晶体管(NFNTs)可以潜在地用于构建低功耗的仿生人工电路.但文献中对于NFNTs所采用MOS的阳离子配比并没有给出详细的原因.在本研究中,我们首次系统地研究了用低成本静电纺丝技术结合纳米纤维转移工艺制备的氧化铟锌(InZnO)基NFNTs的阳离子比例.基于双阳离子InZnO纳米纤维的电驱动NFNTs可以大大简化实验过程.在In_xZn_1-xO的阳离子比(x=0.6,0.7,0.8,0.9)中,我们发现基于In_0.7Zn_0.3O的NFNTs表现出最低的兴奋性突触后电流,可以为低功耗操作和突触功能模拟提供电效益.MOS纳米纤维成分的合理调整可以为高性能低功耗NFNTs提供新的思路.     

多壁碳纳米管湿度传感器介电损耗模型（英文）

为揭示碳纳米管湿度传感器的介电损耗,制作了一种电阻型碳纳米管湿度传感器.使用介电损耗相关理论对其频率特性进行分析,并利用普适方程建立了传感器介电损耗模型.对实验数据与所建立模型进行拟合,得到拟合决定系数为0.994,表明可以使用普适方程对传感器介电损耗进行描述.由于测试频率引起的传感器电阻变化会改变传感器线性度,分析了不同测试频率下传感器的线性度,发现当测试频率为10 kHz时传感器的线性度最佳（1.52%）,此时传感器灵敏度为-7.83Ω/%RH.     

新型二维电容位置传感器

新型二维电容位置传感器ＭＨｗ。Ｂｏｎｓｅ等１．前盲目前，人们对二维（ＺＤ）位置测量越来越感兴趣。尤其是在ＩＣ生产、生物医学和各种显微技术领域中。迄今，基本的线性位置测量系统主要基于光栅或激光干涉方法，用这些系统可以达到此目的。这些系统在一些应用中也存...