硅纳米线传感器的制备和性能研究
随着科技的进步，人们对传感器的需求越来越高，尤其是对各种新型传感器的研究和开发。硅纳米线传感器便是其中之一。本文将针对硅纳米线传感器的制备和性能进行分析和探讨。
一、硅纳米线传感器的制备
硅纳米线的制备方法很多，其中最常用的方法是利用氧化硅模板法制备硅纳米线。其原理是在硅薄膜上通过阳极氧化生成氧化硅模板，然后利用铝膜蒸镀或电化学沉积的方法，在氧化硅模板的孔隙中成长硅纳米线。此外还有磁控溅射法、微影法、化学沉积法等多种方法。
在制备过程中，需要对硅纳米线的直径和长度作出控制，以得到最佳的性能。此外，在硅纳米线的制备过程中，还需要对制备条件进行控制，例如在反应室的温度、压力和气体流量等方面的控制，以使得硅纳米线的性质得到优化。
二、硅纳米线传感器的性能
硅纳米线传感器是基于硅纳米线的导电性变化原理而制成的传感器，可以应用于多个领域，例如气体传感、压力传感以及生物化学传感等。以下将分别从这三个方面来探讨硅纳米线传感器的性能。
（一）气体传感
硅纳米线传感器在气体传感领域有着广泛的应用，例如对甲醛、二氧化碳等有毒有害气体的检测。在制备硅纳米线传感器时，可以在硅纳米线的表面修饰各种特定的化学物质，使得硅纳米线可以识别不同的气体分子。当硅纳米线与气体分子接触时，因为硅纳米线的表面充满自由电子，因此会引起硅纳米线的电导率变化，从而实现对气体的检测。
（二）压力传感
硅纳米线传感器可以用于压力传感，例如测量机械设备的压力。当硅纳米线受到外力作用时，其导电性会随之变化，因此可以通过测量硅纳米线的电阻值来确定外力的大小。因为硅纳米线的直径非常小，且在微纳尺度下具有较高的机械强度，因此可以实现高灵敏度和高分辨率的压力传感。
（三）生物化学传感
硅纳米线传感器可以应用于生物化学传感领域，例如检测DNA、蛋白质等生物分子。在硅纳米线表面修饰相应的化学物质后，当硅纳米线与生物分子接触时，由于表面的化学吸附作用，会产生硅纳米线导电性的变化，从而实现对生物分子的检测。
以上是硅纳米线传感器的三个典型应用场景。硅纳米线传感器还有许多其他的应用，例如温度传感、化学传感等。在实际应用中需要对硅纳米线传感器的性能进行优化，以满足不同的应用要求。
三、结论
硅纳米线传感器是一种新型的传感器，具有广泛的应用前景。本文主要介绍了硅纳米线传感器的制备和性能，并从气体传感、压力传感以及生物化学传感三个方面阐述了其应用场景。在今后的研究和开发中，可以进一步探索多种制备方法和优化硅纳米线传感器性能的方法，以满足不同领域的需求。
金属辅助化学刻蚀制备硅纳米线及阵列 一、引言 硅纳米线是一维纳米结构，具有独特的物理和化学性质，可应用于纳米电子学、传感器、能源存储等领域。金属辅助化学刻蚀是一种常用的制备硅纳米线和阵列的方法，通过金属催化剂的作用，使硅基底发生化学反应，形成硅纳米线。 二、金属辅助化学刻蚀机理 金属辅助化学刻蚀是在硅基底表面沉积金属催化剂，如金属颗粒或金属薄膜，然后将硅基底浸入含有刻蚀剂的溶液中。在溶液中，金属催化剂起到了重要的作用，它可以提供催化反应的活性位点，加速硅基底的刻蚀过程。通过控制刻蚀条件和金属催化剂的形貌和尺寸，可以制备出不同形态和尺寸的硅纳米线和阵列。 三、金属选择和制备 金属选择对硅纳米线和阵列的形态和尺寸具有重要影响。常用的金属催化剂有金、银、铜等。金属的选择应考虑其催化活性、稳定性和成本等因素。金属颗粒的制备可以通过化学还原法、溶胶-凝胶法等方法得到。金属薄膜可以通过物理气相沉积、溅射等技术制备。 四、刻蚀剂选择和溶液配制 刻蚀剂的选择和溶液配制对刻蚀过程和硅纳米线的形貌具有重要影响。常用的刻蚀剂有氢氟酸、氢氧化钠等。刻蚀剂的浓度、温度和
刻蚀时间等参数需要优化，以控制硅基底的刻蚀速率和纳米线的生长方向。 五、刻蚀过程控制和纳米线形貌调控 金属辅助化学刻蚀过程中，刻蚀速率和纳米线生长方向的控制是关键。刻蚀速率可以通过调节刻蚀剂的浓度和温度等参数来实现。纳米线的生长方向可以通过金属催化剂的形貌和尺寸来调控。此外，还可以通过控制刻蚀时间和金属催化剂的密度等参数来调控纳米线的长度和密度。 六、金属辅助化学刻蚀制备硅纳米线的优势和局限性 金属辅助化学刻蚀方法具有制备硅纳米线和阵列的优势，如简单、低成本、可大规模制备等。然而，该方法也存在一些局限性，如纳米线的直径和长度有一定限制，刻蚀过程中可能会产生一些缺陷和污染。 七、金属辅助化学刻蚀在其他领域的应用 金属辅助化学刻蚀方法不仅可以用于硅纳米线和阵列的制备，还可以应用于其他材料的纳米结构制备，如碳纳米管、金属纳米线等。此外，金属辅助化学刻蚀方法还可以用于纳米电子器件的制备和能源领域的研究。 八、结论 金属辅助化学刻蚀是一种常用的制备硅纳米线和阵列的方法，通过
二氧化硅纳米线制备方法 二氧化硅纳米线是一种具有很高应用潜力的纳米材料，它在电子器件、传感器、催化剂等领域都具有广阔的应用前景。本文将介绍几种常见的二氧化硅纳米线制备方法。 一、气相法制备二氧化硅纳米线 气相法是制备二氧化硅纳米线的常用方法之一。该方法通过控制反应温度、气氛和反应时间等条件，使气相中的硅源在催化剂的作用下发生化学反应，生成纳米线。常用的气相法包括化学气相沉积法（CVD）和热蒸发法。 化学气相沉积法是一种将气态前驱物转化为固态纳米线的方法。在CVD过程中，通常使用有机硅化合物作为硅源，如三氯硅烷（SiCl3H）。该方法需要在高温下进行，反应温度一般在800-1100摄氏度之间。通过调节反应条件和催化剂的选择，可以控制二氧化硅纳米线的尺寸和形貌。 热蒸发法是一种将固态硅源通过升温蒸发的方法制备二氧化硅纳米线。在热蒸发过程中，硅源被加热至高温，然后在惰性气氛中蒸发，并在基底上沉积形成纳米线。这种方法操作简单，但对硅源的纯度要求较高。 二、溶液法制备二氧化硅纳米线 溶液法是一种简单易行的制备二氧化硅纳米线的方法。该方法通常
使用硅源溶液，在适当的条件下，通过溶剂挥发或溶液中其他物质的作用，使硅源逐渐沉淀形成纳米线。常见的溶液法包括溶胶-凝胶法、水热法和电化学沉积法。 溶胶-凝胶法是一种将溶胶转化为凝胶的方法。在溶胶-凝胶过程中，硅源以溶胶的形式存在于溶液中，通过加热、干燥和煅烧等步骤，使溶胶逐渐凝胶化生成纳米线。这种方法制备的纳米线具有较高的纯度和均一的尺寸分布。 水热法是一种利用高温高压水溶液制备纳米线的方法。在水热法中，硅源在水热反应条件下与其他溶液中的成分发生反应，生成纳米线。这种方法具有简单、环保的特点，但对反应条件的控制较为严格。 电化学沉积法是一种利用电化学方法在电极表面沉积纳米线的方法。在电化学沉积过程中，通过控制电极电势和电解液成分，使硅源在电极表面沉积形成纳米线。这种方法可以实现对纳米线尺寸和形貌的精确控制。 三、其他制备方法 除了气相法和溶液法，还有其他一些制备二氧化硅纳米线的方法。例如，物理法包括电弧放电法、激光蒸发法和磁控溅射法等。这些方法通常需要设备复杂、条件严苛，并且对硅源的纯度要求较高。 总结起来，制备二氧化硅纳米线的方法多种多样，可以根据具体需
碳化硅纳米线的制备与性能研究进展 ××× ××××××××××学校西安邮编××× 摘要： SiC半导体材料的禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、饱和漂移速度高等特点使其在高频、高温、高功率、抗辐射等方面有良好的性能，被认为是新一代微电子器件和集成电路的半导体材，因此研究SiC纳米线材料具有重要意义。 Summary: SiC semiconductor materials with the big breakdown electric field width, high, thermal conductivity, saturated drifting velocity higher characteristic in the high frequency and high temperature, high power, resist radiation and good performance, and is considered to be a new generation of microelectronics devices and integrated circuit of the semiconductor material, so the study of SiC nanowires material to have the important meaning. 关键词：纳米线,SiC,场效应晶体管,薄膜晶体管,光催化降解 Key words: Nanowires, SiC, field effect transistor, thin film transistor, photocatalytic degradation .1 纳米材料的性能 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1—100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料具有量子尺寸效应、小体积效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，这使得纳米体系的光、电、磁、热等物理性质与常规块体材料不同，出现许多新奇的
硅纳米线的制备及其光学性质研究 硅纳米线是一种直径在几纳米到几十纳米之间的纳米尺寸的硅材料，具有很好 的机械、电子和光学性质。因此，硅纳米线被广泛应用于光电器件、传感器、能源等领域。本文将探讨硅纳米线制备方法及其光学性质研究的最新进展。 一、硅纳米线的制备方法 目前，制备硅纳米线的方法主要有化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、电化学法、物理气相沉积法等多种方法。下面将介绍其中几种方法。 1. 化学气相沉积法 化学气相沉积法是一种常用的制备硅纳米线的方法。该方法是利用气相反应在 高温条件下使硅源在载气中分解并在衬底上生长成硅纳米线。其优点是操作简单、成本低，但是需要高温下进行反应，且硅纳米线的直径难以控制。 2. 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是一种化学合成硅纳米线的方法，目前已被广泛应用于制备硅纳 米线。该方法是将硅源与溶剂混合，并通过加热和干燥将其固化成凝胶，再进行热处理，使凝胶转化为纳米尺寸的硅颗粒。其优点是可以控制硅纳米线的直径，并且还可以控制硅纳米线的形态，比如，可以制备锥形、球形等形态的硅纳米线。 3. 电化学法 电化学法是一种制备硅纳米线的常用方法，它是通过在电解液中让硅材料通过 电解来制备硅纳米线。电化学法可以制备出高质量、高密度、高可控性的硅纳米线，在光电器件、化学传感器等领域有着广泛的应用。 二、硅纳米线的光学性质研究
硅纳米线具有独特的光学性质，如增强拉曼散射信号、表面等离子体共振等。 其光学性质与硅纳米线的直径、长度、形态等有关。下面将介绍几种硅纳米线的光学性质研究。 1. 硅纳米线的表面等离子体共振 硅纳米线的表面等离子体共振是指硅纳米线表面的自由载流子与光之间的相互 作用。当光照射到硅纳米线表面时，光子会产生激发，并形成表面等离子体共振的现象。该现象可以应用于传感器、光电器件等领域。 2. 硅纳米线的增强拉曼散射 硅纳米线的增强拉曼散射是指硅纳米线表面与分子之间的相互作用所产生的拉 曼信号增强现象。该现象可以用于化学传感器、分子识别等领域。 3. 硅纳米线的荧光增强 硅纳米线可以利用其表面的氧、氮等重原子与荧光分子之间的相互作用所产生 的荧光增强现象。该现象可以应用于生物荧光显微镜、光学传感器等领域。 结论 硅纳米线作为一种新型的纳米材料，具有很好的机械、电子和光学性质。目前，制备硅纳米线的方法有多种，其中化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、电化学法、物 理气相沉积法等最为常用。硅纳米线的光学性质与硅纳米线的直径、长度、形态等有关，其中表面等离子体共振、增强拉曼散射、荧光增强等都是其重要的光学性质。随着对硅纳米线研究的深入，硅纳米线的应用前景将会更加广阔。
硅基纳米材料的制备与应用 硅是地壳中含量第二大的元素，它的特性使得它被广泛应用于半导体、太阳能、光学和生物医学等领域。随着纳米技术的发展，硅基纳米材料的制备和应用也得到了很大的进展。本文将从硅基纳米材料的制备和应用两个方面进行探讨。 一、硅基纳米材料的制备 硅基纳米材料的制备主要有自下而上和自上而下两种方法。 自下而上的制备方法是通过化学反应或生物合成等方法，利用原子或分子之间 的相互作用自组装成纳米材料。它的优点是制备的纳米材料尺寸分布均匀，结构有序，常用的自下而上制备方法有溶胶-凝胶法、水热法和氧化-还原法等。 溶胶-凝胶法是指将溶胶（或凝胶）在一定的条件下，使溶胶中的分子或离子 相互作用，逐渐形成三维网状结构而构成凝胶体。该方法可以制备出大小均匀、孔径分布可调的微孔或介孔硅基材料，如介孔二氧化硅(MCM-41)。 水热法是将物质在一定的压力和温度下在水中反应，可制备出尺寸在10~100 nm之间的纳米结构。常见的水热法制备方法有水热合成法、疏水剂法、双相界面 法等，其中以水热合成法得到的硅基纳米材料性质最优。 自上而下的制备方法是通过微电子技术和纳米加工等工艺，将大尺寸硅晶块加 工成纳米材料。常用的自上而下制备方法有光刻技术、电子束曝光技术和化学气相沉积等。 电子束曝光技术利用聚焦的电子束在光敏树脂上进行图案刻写，可以得到亚 100 nm的纳米结构。化学气相沉积则是将气态的前体物质通过化学反应形成薄膜 或纳米棒，广泛应用于制备硅纳米线等硅基纳米材料。 二、硅基纳米材料的应用
硅基纳米材料因其独特的尺寸效应和表面效应，在电子学、光学、化学、传感器、生物医学等领域都有着广泛的应用。 在电子学领域，硅基纳米材料的应用以制造晶体管为主，如制造硅钨纳米线晶体管，可以大幅提高其传输速度和能耗比。 在光学领域，硅基纳米材料常被用于制造光学反射膜、滤光器等光学器件，如硅纳米空气柱阵列可以制造出拥有小尺寸、更高透过率和明显的光学效应的红外吸收材料。 在化学领域，硅基纳米材料又能制造出一些特殊功能的催化剂、抗氧化剂和生物相容材料等，如利用硅纳米棒制备的光催化剂在环境污染治理和清洁能源领域有着广泛应用。 在传感器领域，硅基纳米材料也有着重要的应用，如硅纳米线作为化学和生物传感器种具有高敏感度、快速响应、小尺寸和低成本等优点，可用于环境检测、疾病诊断、生物传感等领域。 在生物医学领域，硅基纳米材料也具有广泛的应用前景，如介孔硅纳米材料可作为药物载体、成像剂、免疫吸附剂等在药物控制释放、靶向治疗和诊断等方面发挥巨大作用。 总之，硅基纳米材料的制备和应用领域非常广泛，未来还有巨大的发展潜力。只有不断拓展科学家们的创新思维和技术手段，才能更好地探索和利用硅基纳米材料的巨大应用价值。
新型硅基材料的研究进展 随着科技的不断发展和进步，各种新材料层出不穷，其中硅基 材料因其优异的物理性质和化学特性，备受研究者们的青睐。而 随着技术的不断创新，新型硅基材料的研究进展也日渐丰富。 一、硅基纳米材料 硅基纳米材料是一种新型的硅基材料，具有优异的性能和广泛 的应用前景。它主要由硅纳米结构体和有机分子通过自组装形成。硅基纳米材料具有很高的比表面积和孔容量，这为其应用于化学 吸附、药物传递和分离纯化等方向打下了坚实的基础。另外，硅 基纳米材料还具有优异的荧光性能，可以应用于生命科学领域的 细胞成像和荧光标记等方面。 二、硅基量子点 硅基量子点是一种新型的发光材料，其发光机制与传统的有机 荧光材料和半导体材料不同。硅基量子点发光具有优异的发光性能、稳定性和荧光量化性能，已被广泛应用于生物成像、光催化 和光电器件等领域。硅基量子点在制备过程中无需使用有害物质，
具有良好的生物相容性，可以直接用于生物体内成像和药物传递等方面。 三、硅基纳米线 硅基纳米线是一种新型的纳米材料，其尺寸在10nm到500nm 之间，具有高比表面积和优异的电学、光学、热学性能，已经成为当前研究的热点。硅基纳米线可以被应用于制备高效的光电器件、储能材料和生物传感器等方面。此外，硅基纳米线还可以被用来制备柔性电子元件和透明导电薄膜等。 四、纳米级硅晶片 由于硅晶片在信息技术领域中占有重要地位，因此研究新型的硅晶片技术具有重要意义。纳米级硅晶片材料是指具有纳米级尺寸的硅晶片，其性能和应用方向与传统的硅晶片相比具有更多的优势。硅晶片纳米化可以提高其表面积和比表面积，使其用于生物传感器、静电容积存储器等方面有了更多的应用前景。
氮化硅纳米线的制备与应用 氮化硅（SiN）纳米线是一种非常有应用价值的新材料，它具有很高的导电性 和机械强度，同时也具有良好的光学性质和化学惰性，因此被广泛研究和应用。本文将介绍氮化硅纳米线的制备方法和应用领域。 一、氮化硅纳米线的制备方法 氮化硅纳米线可以通过多种方法制备，其中最常用的方法是气相沉积和溶胶- 凝胶法。 气相沉积是一种通过将氮化硅前体分子在高温下分解生成纳米粒子，然后在其 上形成纳米线的方法。该方法有两种变体，即热蒸发法和化学气相沉积法。热蒸发法是在真空中将氮化硅前体分子蒸发并沉积至基底上，形成纳米线。在化学气相沉积法中，氮化硅前体分子被输送到反应室中，并在高温下分解成Si和N原子，再 在基底表面上生长成纳米线。 溶胶-凝胶法是一种基于水热反应的方法，其过程类似于化学气相沉积法。先 将氮化硅前体分子溶解在溶剂中，然后将其晶化生成固态凝胶，在高温下热处理，形成SiN纳米线。 二、氮化硅纳米线的应用领域 氮化硅纳米线作为一种新型的纳米材料，具有广泛的应用领域。 1. 光电领域 氮化硅纳米线可以作为太阳能电池中的材料，具有高光吸收率、高载流子迁移率、良好的稳定性等优点。同时，氮化硅纳米线还可以用于制备发光二极管（LED）和激光二极管（LD）等器件，其性能和效率都非常优异。 2. 传感器领域
氮化硅纳米线的高导电性和化学稳定性，使其成为了一种优秀的传感器材料。 例如，氮化硅纳米线可以用于制作气体传感器，检测环境中的氧气、氮氧化物等气体成分。此外，氮化硅纳米线还可以用于生物传感器，对于检测血糖、蛋白质等生物分子具有重要作用。 3. 储能领域 氮化硅纳米线作为储能材料也有很好的应用前景。由于其高导电性、机械强度 和化学稳定性，氮化硅纳米线可以用于超级电容器、锂离子电池等储能设备的制备，具有很高的能量密度和循环寿命。 4. 其他领域 氮化硅纳米线还可以用于制备场发射器件、催化剂等领域。场发射器件是一种 基于场致发射原理制成的器件，其在显示器、伏安计等电子设备中得到了广泛应用。而作为一种优秀的催化剂，氮化硅纳米线的应用面也非常广泛，如环境保护、工业化学等领域。 总之，氮化硅纳米线具有广泛的应用前景，在光电、传感器、储能和其他领域 都有着重要作用。随着制备技术的不断发展和性能的不断提高，氮化硅纳米线的应用前景将会更加广泛。
纳米电子学中的新型器件及应用随着科技不断的发展，纳米电子学已经成为当前电子领域中最 重要的领域之一。在纳米电子学中，新型器件的研究与应用也成 为研究重点之一。本文将介绍纳米电子学中的一些新型器件及其 应用。 一、碳纳米管 碳纳米管是一种非常重要的纳米材料，拥有优异的电学、光学 及力学性能。碳纳米管具有非常好的导电性和导热性能，在纳米 电子学中有广泛的应用前景。 1、碳纳米管场效应晶体管 碳纳米管场效应晶体管（Carbon nanotube field-effect transistor，CNTFET）是一种基于碳纳米管的新型器件。CNTFET拥有非常高的电流转移比和非常快的开关速度，可以作为高度集成的电路中 的关键器件。CNTFET还可以用于生物传感器和柔性电子学等领域。
2、碳纳米管存储器 碳纳米管存储器（carbon nanotube memory，CNM）是一种基于碳纳米管的新型存储器。CNM可以实现快速读写，而且不易受到辐射和温度的影响，因此可以用于高速计算机和深空探测器等领域。 二、石墨烯 石墨烯是一种单层厚度的碳纳米材料，具有非常好的电学、光学和力学性能。石墨烯可以用于制备各种新型器件。 1、石墨烯场效应晶体管 石墨烯场效应晶体管（graphene field-effect transistor，GFET）是一种基于石墨烯的新型器件。GFET具有非常高的电流转移比和非常快的开关速度，可以用于高速计算机和柔性电子学等领域。 2、石墨烯光伏电池
石墨烯光伏电池（graphene solar cells，GSC）是一种基于石墨烯的新型光伏器件。GSC可以大大提高光电转换效率，可以用于太阳能电池板和太阳能充电器等领域。 三、纳米线 纳米线是一种直径在1-100纳米范围内的细长纳米材料，具有非常好的电学、光学和力学性能。纳米线可以用于制备各种新型器件。 1、氧化锌纳米线光电器件 氧化锌纳米线光电器件（zinc oxide nanowire optoelectronic device，ZNWOD）是一种基于氧化锌纳米线制备的新型器件。ZNWOD可以用于太阳能电池板和柔性电子学等领域。 2、硅纳米线传感器
单细胞内活性物质的准确检测对揭示其在生命活动中的重要作用单细胞内活性物质的准确检测对揭示其在生命活动中的重要作用及探索相关疾病的诊疗方法具有重要意义。荧光法具有灵敏度高等特点，使其在单细胞的检测中备受青睐。目前，常用的荧光单细胞分析方法中使用的纳米材料主要集中于零维纳米颗粒，如纳米颗粒。这些零维纳米材料在用于单细胞检测时通常需要被动扩散进入细胞，检测过程中纳米材料易出现漂移，不利于单细胞特定部位长时间观测。相比于零维纳米材料，一维纳米材料具有纳米尺度的直径、同时具有微米尺度的纵向长度，这一结构特性使其便于操作和观察。通过物理方法将一维纳米材料主动定位于细胞特定部位，能有效避免零维纳米材料漂移等问题。在众多一维纳米材料中，硅纳米线具有制备简便、易于修饰、生物兼容性好、易与现代硅技术结合等优点，使其成为单细胞内活性物质分析的理想材料。 中科院理化技术研究所师文生研究员课题组以单细胞内次氯酸为检测目标，通过硅纳米线的功能化修饰，制备了基于硅纳米线的次氯酸荧光传感器，并借助微操作系统将单根硅纳米线传感器定位于单细胞内，实现了用单根硅纳米线荧光传感器对单细胞中内源性次氯酸的检测。研究者首先利用化学气相沉积法和化学溶液刻蚀法制备了硅纳米线及其阵列，并通过在其表面共价修饰IR780，得到了基于硅纳米线及其阵列的次氯酸荧光传感器。研究者将硅纳米线荧光传感器分散于溶液中研究了其传感性能，发现该传感器对次氯酸具有很好的选择性。而且，在次氯酸浓度0 ~ 50 μM范围内，传感器的荧光强度与次氯酸浓度之间具有很好的线性依赖关系。在此基础上，研究者借助微操作系统将单根硅纳米线荧光传感器定位于单个RAW264.7细胞中，实现了单细胞中内源性次氯酸的检测。该工作为单细胞研究提供了新的技术方案。相关结果发表在Advanced Biosystems（DOI: 10.1002/adbi.201800213）上。
生物硅基器件的研究进展及其应用生物硅基器件指的是利用生物材料如蛋白质、DNA或细胞等作为载体，将硅的物理、化学和电学性能与生物体系集成在一起的 一类材料。与传统器件相比，生物硅基器件具有许多优越性能， 如高度选择性、高特异性、低成本和可重复性等，已经在医学、 生命科学和纳米技术等研究领域得到广泛应用。本文将从生物硅 基器件的结构、制备和应用三个方面探讨其研究进展及应用前景。 一、生物硅基器件的结构 生物硅基器件的结构分为两种，一种是硅芯片上的生物材料， 如DNA芯片和蛋白芯片；另一种是生物体系中的硅元素，如硅纳 米线、硅纳米孔和硅光子晶体。 1. DNA芯片 DNA芯片是一种用于高通量DNA测序、基因表达监测和SNP 检测的生物芯片，它由许多微型探针阵列构成。探针上固定着互 补的DNA序列，可以特异性地结合到样品中的DNA分子上。芯 片表面涂有一层光敏介质，探针与DNA结合后放出荧光，可通过
光敏介质将其记录在芯片上。DNA芯片具有高度选择性、多重检测和定量特性，已经得到广泛应用于基因组学、疾病诊断和药物筛选等领域。 2. 蛋白芯片 蛋白芯片是一种用于检测蛋白质相互作用、蛋白质-药物相互作用和蛋白质表达量的生物芯片，与DNA芯片类似，也由许多微型探针阵列组成。探针通常是用于特异性地捕捉和分离蛋白质的抗体或蛋白质结合分子，如配体或小分子药物。蛋白芯片具有高度特异性、高灵敏度和多重检测特性，已经在疾病诊断、药物发现和蛋白质组学等领域得到广泛应用。 3. 硅纳米线 硅纳米线是一种直径通常在10-100 nm之间，长度可达数微米的硅材料，在生物体系中被广泛研究。它们具有尖峰形状的外观和高比表面积，能够用于生物传感器、生物成像和基因递送等应用。硅纳米线的制备方法多种多样，包括氧化还原反应、电化学沉积和热化学反应等。
化学气相沉积法制备SiC纳米线的研究进展 摘要：SiC纳米线具有优良的物理、化学、电学和光学等性能在光电器件、光催化降解、能量存储和结构陶瓷等方面得到广泛应用。其制备方法多种多样其中化学气相沉积法（CVD)制备SiC纳米线因具有工艺简单、组成可控和重复性好等优点而备受关注。近年来在化学气相沉积法制备SiC纳米线以及调控其显微结构方面取得了较多成果。采用Si粉、石墨粉和树脂粉等低成本原料以及流化床等先进设备,通过化学气相沉积法制备出线状、链珠状、竹节状、螺旋状以及核壳结构等不同尺度、形貌各异的SiC纳米线并且有的SiC纳米线具有优良的发光性能、场发射性能和吸波性能等,为制备新型结构和形貌的SiC纳米线及开发新功能性的SiC纳米器件提供了重要参考。目前,未添加催化剂时利用气相沉积法制备的SiC纳米线虽然纯度较高但存在产物形貌、尺度和结晶方向等可控性差;制备温度较高和产率相对较低的问题。而添加催化剂、熔盐以及氧化物辅助可明显降低SiC纳米线的制备温度提高反应速率以及产率但易在SiC 纳米线中引入杂质。将来应在提高SiC纳米线的纯度、去除杂质方面开展深入研究;还应注重低成本、规模化制备SiC纳米线的研究采用相应措施调控SiC纳米线的显微结构以拓宽SiC纳米线的应用领域。本文综述了目前国内外采用化学气相沉积制备SiC纳米线的方法分析总结了无催化剂、催化剂、熔盐以及氧化物辅助等各种制备方法的优缺点并对未来的研究进行展望,期望为SiC纳米线的低成
本、规模化制备和应用提供理论依据。 引言：SiC纳米线因具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等而表现出独特的电、磁、光、热等物理和化学性质。同时SiC纳米线还具有优异的力学性能、抗腐蚀性、耐热性以及耐高温氧化性等，使其在复合材料和陶瓷材料的强化增韧中起重要作用调以及吸收性能好，可有效改善材料的场发射性能、催化性能、电化学性能及微波吸收性能等l1。多功能性的SiC纳米线成为极具广泛应用潜力的理想新型材料。 制备SiC纳米线的方法主要包括化学气相沉积法[’2-、碳热还原法(3〕、溶胶-凝胶法(*、模板生长法[5〕、电弧放电法(6l、微波加热法[T以及热蒸发法[R等。目前最常用的是化学气相沉积法、碳热还原法和溶胶-凝胶法，其他方法相对而言工艺复杂、成本高、产率低、不易大规模工业化生产。碳热还原法制备的产物杂质较多，反应温度一般较高;溶胶-凝胶法制备的SiC纳米线缺陷较多;而化学气相沉积法在制备SiC纳米线时具有反应温度低、组成可控性好、重复性好.结晶率和纯度高等优点，因而受到研究者们的青睐。 化学气相沉积法(CVD)生长SiC纳米材料的原理是，在特定的压力和温度下将硅源和碳源气化，并通过一定流量的载气，以适当的速度将它们输运至衬底表面形核并生长SiC纳米材料。早在1999年，Zhou等[R以硅粉和石墨粉为原料，采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在硅衬底上一步合成了β-SiC纳米线，该纳米线具有SiCSiOz核壳结构，直径为10~30 nm,长度小于1 pm。随后CVD成
硅纳米线离子束蚀刻 硅纳米线是一种具有很高应用价值的纳米材料，它具有很好的电学、光学和力学性能，因此在微电子学、光电子学、生物医学等领域有着广泛的应用。而离子束蚀刻技术则是一种高精度、高效率的微纳加工技术，可以用于制备各种微纳结构。本文将介绍硅纳米线离子束蚀刻技术的原理、方法和应用。 一、硅纳米线的制备方法 硅纳米线的制备方法有很多种，如化学气相沉积法、热蒸发法、溶胶-凝胶法、电化学法等。其中，化学气相沉积法是最常用的方法之一，它可以在高温下通过化学反应在硅衬底上生长出硅纳米线。这种方法具有制备简单、成本低、生长速度快等优点，但是硅纳米线的直径和长度难以控制，且生长过程中会产生大量的有害气体。 二、离子束蚀刻技术的原理 离子束蚀刻技术是一种利用离子束轰击材料表面，使其发生化学反应或物理变化，从而实现微纳加工的技术。离子束蚀刻技术的原理是利用高能离子束轰击硅衬底表面，使其发生化学反应或物理变化，从而形成硅纳米线。离子束蚀刻技术具有高精度、高效率、无污染等优点，可以制备出直径和长度均匀的硅纳米线。 三、硅纳米线离子束蚀刻技术的方法
硅纳米线离子束蚀刻技术的方法主要包括以下几个步骤： 1. 制备硅衬底：选择高纯度的硅衬底，并进行表面处理，使其表面光滑、无杂质。 2. 离子束蚀刻：将硅衬底放入离子束蚀刻设备中，利用高能离子束轰击硅衬底表面，使其发生化学反应或物理变化，从而形成硅纳米线。 3. 后处理：将制备好的硅纳米线进行后处理，如清洗、干燥、热处理等，以提高其性能和稳定性。 四、硅纳米线离子束蚀刻技术的应用 硅纳米线离子束蚀刻技术在微电子学、光电子学、生物医学等领域有着广泛的应用。其中，微电子学领域是硅纳米线离子束蚀刻技术的主要应用领域之一。硅纳米线可以用于制备场效应晶体管、太阳能电池、传感器等微电子器件。离子束蚀刻技术可以制备出直径和长度均匀的硅纳米线，从而提高微电子器件的性能和稳定性。 硅纳米线还可以用于光电子学领域。硅纳米线具有很好的光学性能，可以用于制备光电器件，如光电探测器、光电调制器等。离子束蚀刻技术可以制备出高质量的硅纳米线，从而提高光电器件的性能和稳定性。
半导体纳米线光电子器件制备与特性 研究共3篇 半导体纳米线光电子器件制备与特性研究1 半导体纳米线光电子器件制备与特性研究 随着现代科技的不断发展，人们对电子器件的研究与应用需求越来越高。半导体纳米线光电子器件具有体积小、能耗低、性能优异等特点，因而备受关注。本文主要介绍半导体纳米线光电子器件的制备方法、特性研究及相关应用。 首先，我们需要了解半导体纳米线的制备方法。传统的制备方法主要包括化学气相沉积、分子束外延、气溶胶法等。新型纳米材料合成方法如水热法、微波法、杂化热化学气相沉积法等也正在发展中。其中，化学气相沉积法是最常用的制备方法之一。它通过热分解气体协同催化剂刻蚀晶体表面原子，使其向外生长形成纳米线。使用不同的沉积条件、催化剂以及衬底等材料可以调控纳米线的形貌、尺寸和电学性质。 其次，半导体纳米线光电子器件具有许多优异的特性，其中包括：高度可控的器件结构、高灵敏度、快速响应速度及强大的光学性能等。大量的实验研究表明，半导体纳米线作为光电子器件的灵敏元件，对可见光、紫外光及红外光等不同波长的光线都能够有良好的响应。在应用上，半导体纳米线光电子器件可以用于光传感和光探测等领域。
最后，让我们了解一下半导体纳米线光电子器件在实际应用中的表现。据统计，半导体纳米线光电子器件被广泛应用于新型的太阳能电池、高效光电探测器、生物传感器以及化学气体传感器中。在太阳能电池领域中，半导体纳米线作为纳米材料，具有优异的光吸收性能和电荷传输性能，因而备受欢迎。同时，半导体纳米线光电子器件还被广泛应用于高效、灵敏的生物传感器和化学气体传感器中，可以实现对生物、化学物质的快速检测和准确测量。 综上所述，半导体纳米线光电子器件具有制备方法简便、性能优良、应用广泛等特点。它的研究和应用将推动光电子技术的发展并改变现有的光电子器件应用格局 半导体纳米线光电子器件是一种应用广泛、具有优良特性的新型光电子材料。通过协同催化剂刻蚀晶体表面原子，纳米线可以方便地制备出来，并可以通过不同的沉积条件、催化剂以及衬底等材料进行调控。这种材料在光电子器件中具有高灵敏度、快速响应速度及强大的光学性能等优点，被广泛应用于太阳能电池、光电探测器、生物传感器以及化学气体传感器中。随着对其性能的深入研究和应用场景的扩大，相信半导体纳米线光电子器件的应用前景将会越来越广阔 半导体纳米线光电子器件制备与特性研究2 半导体纳米线光电子器件制备与特性研究 随着现代电子技术的发展和应用，半导体纳米线技术成为了当前研究的热点之一。半导体纳米线具有优异的光电性能和结构可控性，从而被广泛应用于光电子器件的制备。本文旨在对半
硅纳米线温度传感器及其特点 摘要 利用气液固相法（VLS）制备硅纳米线（SiNWs），结晶的方向和结构良好，用旋涂(SOD)法进行非原位n型掺杂。非原位掺杂过程中使用基于固态扩散的SOD 技术，该SOD技术分为涂层和驱动两个步奏。我们对含磷的硅纳米线在适当的温度和时间下进行研究，本实验取950℃保持5到60分钟。掺杂的纳米线很容易做成一个具有良好分辨率和响应速度的温度传感器。对不同掺杂浓度的SiNWs 温度传感器的校准工作已经完成。本实验测定浓度为的SiNWs传感器具有最好的分辨率（6186Ω/℃）和灵敏度。 关键词- SiNWs；VLS合成；非原位掺杂；SOD；温度传感器 I 背景 目前，硅是电子器件的重要材料。材料和工具的创新，通过“自上而下”的制造方法使电子器件的尺寸不断减小。随着尺寸的减小，“自上而下”的制造流程会出现越来越多的问题；因此，“自下而上”的制造方法更具指导意义。一维的纳米结构就是采用“自下而上”的制造方法。一维纳米结构材料硅纳米线和碳纳米管，是常用的研究纳电子学的材料，因为它们的形态、尺寸和电子的特性比整块材料优越。然而，碳纳米管材料在合成金属或半导体纳米管的控制，半导体纳米管掺杂的控制，限制了碳纳米管材料的应用。VLS制备的半导体纳米线，可以克服碳纳米管的局限性。硅纳米线(SiNWs)作为活性物质具有研究意义,因为硅纳米线可以把一维输运和传统的成熟的Si工艺制造流程组合在一起。因此，硅纳米线被认为是场效应晶体管，传感器件，光学器件等纳米电学材料的重要组成部分。 此外，硅掺杂源的选择和掺杂浓度的控制，已经在传统的集成电路工艺（固体扩散，离子注入等）中被广泛研究。然而，硅纳米线主要是在VLS法中的气相过程进行原位掺杂。但是，原位掺杂生成的硅纳米线结构难以控制；例如,常用的掺杂剂气体乙硼烷，在VLS法中用于生长SiNWs硅烷气体，会导致侧壁线额外的生长；乙硼烷浓度过高会导致非晶硅壳周围形成晶体SiNWs；这些因素会导致SiNWs轴方向的掺杂不均匀。非原位掺杂与SiNWs生长的掺杂过程分开，避免了因SiNWs侧壁生长导致掺杂剂的变化或SiNWs结构的变化。非原位扩散使用旋涂法（SOD），在硅工艺上是十分成熟的。这种方法曾在VLS法进行磷掺杂生成SiNWs实验中简单介绍过。对SiNWs进行非原位掺杂，最适合用固态旋涂法控制掺杂物，而且对硅纳米线和硅晶结构造不成损害。适当温度和时间下的固态扩散决定了SiNWs的数量。 本实验中，通过旋涂法对VLS法生长的SiNWs晶体进行非原位掺杂时，要先进行退火处理。SiNWs与不同的方向衬底结合起来；非常有益于通过传统集成电路制造流程，制造高分辨率、高灵敏度的温度传感器。SiNWs温度传感器的特性在实验中测量和报告。 II传感器的制造和实验 首先，通过VLS法并利用金作催化剂在硅基板上生成SiNWs。在洁净的p 衬底（111方向）涂金膜，然后加热使金膜蒸发溅射到纳米颗粒上形成金纳米线。
纳米材料的电学性质研究及其应用 随着科技的不断进步，纳米科技成为了近年来备受关注的热点领域之一。纳米材料的电学性质是研究的重点之一，因为电学性质是纳米材料在电子、光电和能量转换等领域应用的基础。本文将重点介绍纳米材料的电学性质研究及其应用。一、纳米材料的电学特性 纳米材料拥有特殊的电学性质，由于纳米材料的体积非常小，表面积比体积大很多，因此原子间距比较小，电子传输途径缩短，能带结构、价带宽度、本征能级等均发生了变化。因此，纳米材料的导电性、屏蔽、共振和选通效应等电学特性也与块材料有所不同。 1.导电性 纳米材料的导电性受到尺寸、形状、拓扑结构和晶体结构等各种因素的影响。常见的导电纳米材料有金属和半导体纳米线、纳米片、纳米管等。其中，金属纳米线和纳米片的导电性与形状、尺寸、晶体结构以及表面缺陷等有关。半导体纳米材料的导电性与经典半导体物理相关，其导电性随尺寸的减小而变强，相邻能量级之间发生了单数量子限制。 2.屏蔽 纳米材料的金属屏蔽效应是指纳米材料表面的自由电子和离子之间发生相互作用导致的屏蔽效应。当纳米材料表面存在缺陷时，将导致屏蔽效应的异常增加，电磁波的穿透性较差。 3.共振和选通效应 纳米材料的共振和选通效应是指在特定频率下，纳米材料会有更强的吸收和反射性能。纳米材料红外吸收效应以其低频带特性而著称，具有广泛的应用前景。硅纳米线的纵向介电响应是其特有的吸收效应，可用于制备红外探测器。
二、纳米材料的电学应用 纳米材料的电学性质在能源、电子、催化和生物等领域具有重要的应用价值。 1.能源 纳米材料在太阳能电池、燃料电池、光电传感器和电池等方面的应用潜力非常大。例如，利用纳米颗粒制备的LiFePO4电极材料具有更大的含量、更大的表面积和更好的离子传导能力，可提高钠离子和锂离子电池的性能。另外，纳米晶体硅的电子结构由于引入了量子大小效应，其催化活性随着粒径的减小而增强，可用于氢能转化。 2.电子和光电 纳米材料在电子元件和光电器件领域的应用不断拓展。硅和碳纳米管、半导体量子点、银纳米线等纳米材料的电学性质不断得到优化和改进，制备出了更小、更快、更精确和更节能的晶体管、存储器和传感器等电子元件；在LED、太阳能电池和传感器等光电器件中，纳米材料的相关优势也得到了广泛的应用，如利用纳米颗粒增强LED光亮度和色彩饱和度、纳米金属增强太阳电池的能量吸收等。 3.催化 纳米材料在催化领域的应用也越来越广泛，例如利用钯、铜、铁等纳米材料改善不同反应的催化活性和选择性。这些催化剂可应用于化学合成、环保和工业过程等领域的大量反应中，逐步取代传统工艺和化学品。 4.生物 纳米材料在生物领域的应用主要包括生物成像、药物传递和组织工程等方面。铁氧体、CdSe和Au等纳米材料可用于组织和肿瘤成像，在纳米粒子表面修饰生物分子后，具有较好的生物相容性和生物活性。另外，纳米材料的大比表面积为药物传递和生物分子探测等提供了更好的平台。
传感器的制备及其性能优化研究 随着时代的不断发展，传感技术的应用范围也越来越广泛。传感器作为传感技术的主要应用载体，其性能优化研究也逐渐成为科学研究的热点之一。本文将从传感器的制备和性能优化两个方面详细探讨。 一、传感器的制备研究 1.制备方法 目前，传感器的制备方法主要包括薄膜法、微电子加工法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法等几种方法。其中薄膜法是应用最为广泛的一种制备方法。该方法以电镀、热蒸发、溅射和离子束刻蚀等为主要工艺，通过在基材表面沉积一层感光膜，形成敏感元件。而微电子加工法则是通过光刻、腐蚀、蒸发等工艺在硅基片上制备晶体管、电容器、电阻器等元件，形成微型传感器。 2.制备材料 传感器的制备材料是制备中的关键因素之一，可以分为基材材料和感光材料两种。其中，常见的基材材料包括玻璃、铜、铝、硅等，而感光材料则包括铂、钨、钼等多种金属材料。 3.制备工艺 传感器的制备工艺包括基材表面处理、感光膜形成和敏感元件制备三个环节。基材表面处理是为了提高基材表面的粗糙度和增强材料之间的粘结力，感光膜形成是为了形成传感器敏感元件的核心部分，而敏感元件的制备则是根据具体应用目标设计和制备。 二、传感器性能优化研究 1.敏感度提高
传感器的敏感度是指在单位输入量发生变化时，传感器输出量发生的变化量。传感器敏感度的提高对于提高传感器的测量精度和准确度至关重要。传感器敏感度的提高可以从两个方面入手，即通过传感元件结构的优化来增加敏感层表面积，从而增加传感器对待测物质的响应和接受信号的有效能力；也可以通过增加约束作用力来实现对待测物质的更高灵敏度。 2.响应时间缩短 传感器响应时间是指传感器从感应到输出实现的时间，也是判定传感器性能的重要指标之一。响应时间缩短可以通过减小敏感层厚度、增强敏感层的扩散速率、及时清除敏感层上的附着物等措施实现。 3.噪声抑制 传感器的噪声主要有热噪声、运放噪声、车库噪声等。如何抑制噪声，提高传感器的信噪比是应用传感器前提条件。现阶段，常用的噪声抑制措施包括增加运放增益、提高励磁电流、采用合适的滤波器等。 4.温度补偿 传感器的输出信号通常会受到环境温度的影响，如何实现温度补偿是提高传感器性能的必要条件之一。目前，常见的温度补偿方法包括采用热敏电阻、温度传感器、压力传感器、热电偶等外部元件实现，也可以通过系统电路设计和温度补偿算法来实现。 总之，传感器的制备和性能优化研究是实现传感技术应用和推进科学技术发展的关键之一。在今后的研究中，应着重优化传感器的响应时间、提高传感器的抗干扰能力、提高传感器的可靠性和稳定性，以满足不同场景中的实际需要。
纳米线阵列光电器件的制备及性能研究 随着科技的发展，纳米技术的应用越来越广泛，其中纳米线阵列光电器件在电子、光学等领域均有广泛的应用，其性能优异且具有潜在的市场前景。本文将介绍纳米线阵列光电器件的制备以及性能研究进展。 一、纳米线阵列光电器件的制备方法 纳米线阵列光电器件的制备方法可以分为两种：自组装法和模板法。自组装法 是将纳米线通过溶液自组装成阵列，再制成光电器件。而模板法是借助模板的作用，在模板表面沉积纳米线，在纳米线成长结束后，去除模板制成阵列。两种制备方法各有优缺点，具体制备方式的选择要考虑纳米线材料、器件性能等因素。 二、纳米线阵列光电器件的性能研究进展 1. 光电转换效率 纳米线阵列光电器件的光电转换效率是衡量其性能优劣的重要指标之一。近年来，研究者通过优化纳米线的制备方法和器件结构，取得了不少成果。例如，一些研究者通过改变材料组成，调节纳米线长度和直径比例等方法，成功制备了较高性能的光电器件，其光电转换效率达到了21.5%。 2. 光电响应速度 光电响应速度是衡量纳米线光电器件性能的另一重要指标。在纳米线阵列光电 器件中，电荷载流子需要逃离纳米线电极表面才能转化为电信号。因此，纳米线电极表面的电荷转移速率，直接决定光电器件的响应速度。研究者通过改变纳米线表面的处理方式等方法，成功提高了光电器件的响应速度，其响应时间已经缩短到了几纳秒的级别。 3. 耐久性
纳米线阵列光电器件的耐久性也是评估其性能的重要指标之一。由于纳米线材料本身比较脆弱易断裂，因此耐久性的考量有时要加以注意。研究者通过控制制备条件，选择较优的纳米线材料等方式，已经得以制备出具有较高耐久性的纳米线阵列光电器件。 三、纳米线阵列光电器件的研究应用前景 纳米线阵列光电器件具有良好的研究应用前景。光电器件的光电转换效率和响应速度的提高，将有助于纳米线阵列光电器件在摄像头、光学通信、医疗诊断等领域的广泛应用。同时，纳米线阵列光电器件的制备方法不断优化，其可批量制备性也随之不断提高，将进一步推动其在市场上的发展。 总之，纳米线阵列光电器件的性能研究也将随着科技的不断进步而不断提升。研究者的努力，将有望建立更为高效、可靠的纳米线阵列光电器件，为相关领域的应用带来更多惊喜。
纳米器件的研究进展 纳米器件的研究进展 张建良 摘要：纳米量子器件可简单地分为纳米电子器件和纳米光电子器件。纳米电子器件包括：共振隧穿器件、量子点器件和单电子器件（单电子晶体管和单电子存储器）等；纳米光电子器件主要包括基于应变自组装的量子点激光器。 【关键词：主题，分类，应用】 目录：一、什么是纳米器件 二、纳米器件的技术原理 三、纳米器件的现状与发展 四、纳米器件的应用 五、纳米器件的展望 引言：1959年物理学家理查德·费恩曼在一次题目为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出：将来人类有可能建造一种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。 一、什么是纳米器件 1.什么是纳米电子器件 纳米电子器件在学术文献中的解释是器件和特征尺寸进入纳米范围后的电子器件，也称为纳米器件。纳米技术可以使芯片集成度进一步提高，电子元件尺寸、体积缩小，使半导体技术取得突破性进展，大大提高计算机的容量和运行速度。 2. 纳米器件的研究目标 材料和制备：更轻、更强和可设计；长寿命和低维修费；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料；生物材料和仿生材料；材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复。 微电子和计算机技术：2010年实现100nm的芯片，纳米结构的微处理器，效率提高一百万倍；10倍带宽的高频网络系统；兆兆比特
的存储器（提高1000倍）；集成纳米传感器系统。 医学与健康：快速、高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术；用药的新方法和药物“导弹”技术；耐用的人体友好的人工组织和器官；复明和复聪器件；疾病早期诊断的纳米传感器系统。 航天和航空：低能耗、抗辐照、高性能计算机；微型航天器用纳米测试、控制和电子设备；抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料。 环境和能源：发展绿色能源和环境处理技术，减少污染和恢复被破坏的环境；孔径为1nm的纳孔材料作为催化剂的载体；MCM-41有序纳孔材料（孔径10-100nm）用来祛除污物。 生物技术和农业：在纳米尺度上，按照预定的大小、对称性和排列来制备具有生物活性的蛋白质、核糖、核酸等。在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能。，生物仿生化学药品和生物可降解材料，动植物的基因改善和治疗，测定DNA 的基因芯片等。 纳米材料：纳米颗粒是纳米材料基元。用物理、化学及生物学的方法制备出只包含几百个或几千个原子、分子的颗粒。这些颗粒的尺寸只有几个纳米。 二、纳米器件的技术原理 1. 纳米器件的技术原理 宏观世界上经典物理、化学、力学的巨大成就：计算机和网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等改变了人们的生活方式。 纳米世界。几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质。这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“超分子”性质，如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染、颜色及水溶性有重大变化。当“超分子”继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质又会失去，像真是一些长不大的孩子。 在10nm尺度内，由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合及探测、应用它们---纳米科学技术的主要问题。