纳米电子技术郑丽芬

项目名称：新型高性能半导体纳米线电子器件和量子器件首席科学家：徐洪起北京大学起止年限：2019.1至2019.8依托部门：教育部中国科学院一、关键科学问题及研究内容国际半导体技术路线图（ITRS）中明确指出研制可控生长半导体纳米线及其高性能器件是当代半导体工业及其在纳米CMOS和后CMOS时代的一个具有挑战性的科学任务。

本项目将针对这一科学挑战着力解决如下关键科学问题：（1）与当代CMOS工艺兼容、用于新型高性能可集成的纳电子器件的半导体纳米线阵列的生长机制和可控制备；（2）可集成的超高速半导体纳米线电子器件的工作原理、结构设计及器件中的表面和界面的调控；（3）新型高性能半导体纳米线量子电子器件的工作模式、功能设计和模拟、载流子的基本运动规律。

根据这些关键科学问题，本项目包括如下主要研究内容：(一)新型半导体纳米线及其阵列的可控生长和结构性能表征在本项目中我们将采用可控生长的方法来生长制备高品质的InAs、InSb 和GaSb纳米线及其异质结纳米线和这些纳米线的阵列。

生长纳米线的一个重要环节是选取衬底，我们将研究在InAs衬底上生长高品质的InAs纳米线，特别是要研究在大晶格失配的Si衬底上生长InAs纳米线的技术。

采用Si衬底将大大降低生长成本并为与当代CMOS工艺的兼容、集成创造条件。

关于InSb和GaSb纳米线的制备，人们还没有找到可直接生长高品质InSb和GaSb纳米线的衬底。

我们将研究以InAs纳米线为InSb和GaSb纳米线生长凝结核的两阶段和多阶段换源生长工艺，探索建立生长高品质InSb和GaSb纳米线及其InAs、InSb和GaSb异质结纳米线的工艺技术。

本项目推荐首席徐洪起教授领导的小组采用MOCVD 技术已初步证明这种技术路线可行。

我们将进一步发展、优化InSb和GaSb纳米线的MOCVD生长工艺技术，并努力探索出用CVD和MBE生长InSb和GaSb纳米线的生长技术。

CVD是一种低成本、灵活性高的纳米线生长技术，可用来探索生长大量、多样的InSb、InAs和GaSb纳米线及其异质结，可为项目前期的纳米器件制作技术的发展提供丰富的纳米线材料，也可为MOCVD技术路线的发展提供技术参考。

辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及形成机理研究辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及形成机理研究引言：纳米材料以其特殊的物理、化学和电子性质，被广泛应用于能源、环境、医药和电子等领域。

辉光放电电解等离子体（GDED）法作为一种新兴的纳米材料制备技术，具有简便、高效、环保等优点，广受关注。

本文旨在探讨辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及其形成机理。

一、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的原理辉光放电电解等离子体法是通过将两电极浸入电解质溶液中，在外加电场作用下，产生辉光放电等离子体的一种制备方法。

电解质溶液中的阳、阴离子在电场作用下被电离，形成气体或溶质的高能量中间态，进而反应生成纳米材料。

此法具有制备范围广、材料性能可调控、反应时间可控等优势。

二、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的工艺参数优化在制备纳米材料的过程中，工艺参数的优化对于材料性能具有重要影响。

首先是电压的选取，较低的电压可控制纳米材料的尺寸大小，而较高的电压有助于形成均匀的纳米材料。

其次是电解液的浓度和离子种类的选择，合适的浓度和离子种类可以提供足够的反应物，促进纳米材料的形成。

最后是电解液的温度，适当的温度有助于控制反应速率，提高纳米材料的产率。

三、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的形成机理辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的形成机理涉及到离子电离、离子激发、再结晶和沉积等多个过程。

首先是电解液中的离子电离，电解质溶液中的阴、阳离子在外加电场作用下发生电离，产生自由电子、气体等高能量中间态。

接着是离子的激发，将离子通过辉光放电等离子体激发到高能级状态，激发后的离子能够参与化学反应，进而形成纳米材料。

最后是纳米材料的形成，激发后的离子在电场的作用下再结晶和沉积，形成稳定的纳米材料。

四、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的应用辉光放电电解等离子体法制备的纳米材料在各个领域都有着广泛的应用。

在电子领域，制备的纳米材料具有良好的导电性和光学特性，可用于光电器件的制备。

单电子晶体管及其SPM加工方法
郑丽芬;刘庆纲;胡小唐
【期刊名称】《微纳电子技术》
【年(卷),期】2002(39)7
【摘要】在电子技术领域,高度集成化是人们不断追求的目标,纳米电子器件迎合了人们的这种需要,将逐步取代微电子器件成为芯片的主要单元。

单电子器件以其高效、高功能、高速、低耗(可在常温下工作)、高集成化及经济可靠等优点受到了人们的广泛重视。

纳米电子器件具有纳米量级,因而许多科研人员都致力于寻求一种良好的加工方法。

SPM电场诱导氧化方法以其简单性和低成本越来越受到人们的广泛重视。

主要介绍了单电子晶体管(SET)的结构及基本原理,着重介绍了大气状态下用SPM电场诱导氧化加工的制作原理。

【总页数】4页(P9-12)
【关键词】单电子晶体管;SPM;加工方法;场诱导氧化
【作者】郑丽芬;刘庆纲;胡小唐
【作者单位】天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN320.5
【相关文献】
1.铟量子点实现单电子晶体管方法 [J], 郭荣辉;赵正平;郝跃;刘玉贵;武一斌;吕苗
2.一种单电子晶体管的模拟新方法 [J], 陈亚琦;谭乔来
3.背景电荷对单电子晶体管性能的影响及解决方法 [J], 陈学军;蔡理
4.基于单电子晶体管细胞神经网络的实现方法 [J], 刘河潮;蔡理;王森
5.基于主方程单电子晶体管模拟新方法 [J], 何怡刚;彭浴辉;李必安;李亨;刘慧;方葛丰
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2016 NO.05SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程23科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 大块氮化镓具有很多独特的物理性质，在光学、电学、自旋电子学等领域具有广泛的应用。

近期二维纳米薄膜结构及电学等性质备受关注，这是由于其存在较大的表面体积比，表面对其物理和化学性质起着至关重要的作用。

发生表面重构的纳米薄膜的能隙将会由表面态所决定的，由此表面修饰对不同厚度纳米薄膜的性质有着重要的调控作用[1]。

而电场对二维半导体纳米材料的性质也有重要的调控作用[2]，如完全氢化的锗薄膜在外电场作用下可由导体转变为金属[3]。

在该文中，研究表面修饰和电场对氮化镓纳米材料电学性质的调控作用将会为其在新型纳米电子器件领域的发展提供重要的理论指导意义。

1 模拟方法模拟计算采用基于密度泛函理论的DMol3模块[4]，相关交换函数使用广义梯度近似GGA中PBE方法。

核处理方法使用密度泛函理论半核赝势。

基本设置使用双数字极化。

k点设置为17×17×1。

能量收敛公差，最大力收敛和位移分别为1.0×10-5Ha，0.002Ha/，和0.005。

2 模拟结果与数据分析没有表面修饰的氮化镓纳米薄膜结构优化后，其原子结构为类石墨平面结构，如图1(a)所示；随着层厚的增加，其间接能隙降低量较小（图2）。

该研究结果与以前报道的结果一致[1]。

对于表面镓原子和氮原子分别进行氢化、氟化或氯化得到的氮化镓纳米薄膜（A-GaN-B），其原子结构示意图如图1(b)所示，Cl-GaN-Cl 和Cl-GaN-H薄膜在双层时可转变为导体。

而对于H-GaN-H、F-GaN-F及F-GaN-H薄膜，F-GaN-H纳米薄膜在层厚相同时，能隙值最小。

由此可见，表面修饰可有效调节不同厚度的氮化镓纳米薄膜的能隙。

对表面修饰的氮化镓纳米薄膜施加垂直电场[见图1(b)]，从B 到A方向的电场F为正电场，相反方向的电场为负电场。

固态纳米孔高能束制造方法*陈　威1,2， 郑李娟1,2， 艾思棋1,2， 刘佑明1,2， 王成勇1,2， 袁志山1,2（1. 广东工业大学, 广东省微创手术器械设计与精密制造重点实验室, 广州 510006）（2. 广东工业大学 机电工程学院, 广州 510006）摘要　固态纳米孔因具有机械性能好、稳定性强、形状易控的优点，在基因检测、蛋白质检测、能量转换、物质分离以及水净化等领域显示出巨大的潜力，并引起众多研究人员关注。

其中，形状可控、高效的固态纳米孔制造技术是现实固态纳米孔应用的前提。

目前，在常见的固态纳米孔制造方法中，高能束制造方法具有高效率、高精度、高可控制造的优势。

本文重点概述高能电子束、聚焦离子束、激光刻蚀法和离子径迹刻蚀法等4种固态纳米孔制造方法及其基本原理，并讨论上述方法的优缺点及其大规模可控制造的可行性。

关键词　固态纳米孔；高能束制造；制造方法中图分类号　TB383; TN249　文献标志码　A 文章编号　1006-852X(2023)01-0001-09DOI 码　10.13394/ki.jgszz.2023.0009收稿日期　2023-01-15　修回日期　2023-02-04纳米孔传感器是近年来发展迅速的单分子级检测生物传感器。

该传感器的工作原理如图1所示：利用纳米孔薄膜隔绝两侧溶液，在纳米孔薄膜两侧施加一定的电压，驱动带电生物分子穿过纳米孔，并引起物理占位，进而反映在离子电流中，即形成阻塞电流[1]；通过分析阻塞电流信号间接获得所测生物分子信息。

KASIANOWIZ 等[1]在COULTER 专利[2]的基础上提出了纳米孔检测方法，首次使用直径仅为2.6 nm 的α-溶血素生物孔，在电场的作用下让单链DNA 分子穿过纳米通道获得阻塞电流信号。

通过检测阻塞电流的幅值与时间特性，原则上可以直接、快速实现单分子序列的检测。

这项研究展示了纳米孔检测技术在DNA 测序等单分子检测上的巨大潜力，纳米孔传感器也随之成为研究的热点之一。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011572984.2(22)申请日 2020.12.24(71)申请人 南京师范大学地址 210000 江苏省南京市鼓楼区宁海路122号(72)发明人 唐亚文　刘启成　刘嘉琪　周心怡　徐林　孙冬梅　邱晓雨　(74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人 殷星(51)Int.Cl.C25B 11/075(2021.01)C25B 11/054(2021.01)C25B 1/04(2021.01)(54)发明名称一种二维Ni-Ir多孔纳米片及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种二维Ni ‑Ir多孔纳米片及其制备方法与应用，以镍氰化物、铱盐作为前驱体，经过油浴热制得二维层状结构的Hoffman型配合物前驱体，再经过高温煅烧氧化后，在特定的电化学窗口下还原得到一种二维Ni ‑Ir多孔纳米片。

与传统制备方法相比，本发明方法工艺操作简单，用去离子水即可除去溶液中的杂离子，煅烧氧化过程不会释放温室气体，电化学还原过程干净环保无污染。

本发明方法制备得到的二维Ni ‑Ir多孔纳米片纯度极高，具有比表面积大，活性位点多，电子传导性好，结构稳定等优点，对析氧展现出优异的电催化活性。

权利要求书1页 说明书8页 附图5页CN 112795950 A 2021.05.14C N 112795950A1.一种二维Ni ‑Ir多孔纳米片，其特征在于，以镍氰化物、铱盐作为前驱体，经过油浴热制得二维层状结构的Hoffman型配合物前驱体，再经过高温煅烧氧化后，在特定的电化学窗口下还原得到一种二维Ni ‑Ir多孔纳米片。

2.基于权利要求1所述的一种二维Ni ‑Ir多孔纳米片的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，二维层状结构的Hoffman型配合物前驱体的制备以镍氰化物、铱盐作为前驱体，经过70‑90℃油浴热，反应30‑90 min，将反应后体系离心处理后，固体用水洗数次即可制得二维层状结构的Hoffman型配合物前驱体；步骤2，二维Ni ‑Ir多孔纳米片的制备将干燥后的二维层状结构的Hoffman型配合物前驱体置于管式炉内，以程序性升温至250‑340℃ 煅烧氧化2‑3 h后，待冷却至室温，将所得材料负载在碳布上，经过特定的电化学窗口下还原得到二维Ni ‑Ir多孔纳米片。