局域表面等离激元增强荧光研究进展

金属表面增强荧光现象,即表面等离激元与荧光分子、原子、量子点等发光体系的相互作用,是许多应用研究的基础科学问题.近年来该领域在实验和理论方面都取得了很大的进展.研究表明,金属表面等离激元共振不仅能够增强分子的激发过程,也能强烈地调制分子荧光的发射过程,如影响发光的量子效率、弛豫寿命和发射方向等.通过设计微纳金属结构,局域表面等离激元可以有效地改变分子所处的介电局域电磁场环境,进而影响和调控荧光分子的自发辐射过程.实验研究从初始的集体平均性观测,目前已经发展至单纳米结构和单分子水平,从而克服了传统测量中的平均效应,并做到实验测量和理论模拟的有机结合,对揭示单个纳米颗粒层次上的光物理基本规律具有重要意义.本文主要介绍近期与局域表面等离激元增强荧光相关的重要研究进展,具体为表面增强荧光的发光强度、光发射角分布、荧光光谱、荧光弛豫寿命及偏振等方面.     

低能弹道电子对Au/Si界面电子透射性质影响的研究

金属/半导体界面的结构及性质一直是人们十分关注的研究领域,随着微电子技术的飞速发展,在微米、甚至纳米的微观尺度上研究探测界面的性质已经变得日益重要,弹道电子发射显微镜(Ballistic-electron-emission microscope,以下简称BEEM)是在扫描隧道显微镜(STM)基础上发展起来的一种最新的界面研究实验技术,如图1所示的BEEM实验采用的三电极系统中,STM针尖向沉积在半导体基底上的一层薄金属膜发射电子,运用平面隧道结WKB近似及测不准原理可以计算出,针尖发射的电子束在到达界面时其束径约为纳米量级,因此BEEM能够在纳米尺度上探测样品界面电子性质的分布特性.如果将探针定位于样品表面某点上,在保持针尖和样品表面的隧道电流I_t恒定的情况下扫描针尖电压V_t,还可获得得弹道电流互I_c与电子能量V_t的关系,称为弹道电子发射谱(Ballistic-electron-emmisison spectroscope,简称为BEES),BEES不仅反映出被探测纳米尺度区域界面的肖特基势垒高度,而且还提供了电子从发射针尖到半导体内部整个传输过程的有关信息,包     

表面主客体复合自组装纳米结构的STM 研究

基于自组装的基本原理, 以“自下而上”的方式在表面构筑主客体复合纳米结构是纳 米科学与技术研究的重要内容之一, 并在单分子科学和纳米电子学等领域具有重要意义. 扫描隧道显微镜(STM)以其原位、实时、实空间和原子级分辨的优点, 在主客体复合体系 表面自组装的研究中发挥了不可替代的作用. 在表面组装中, 主客体分子之间有多种不同 的复合模式, 最常见的是客体分子填充于由主体分子构成的含有空腔的二维骨架结构, 空 腔的大小和对称性由主体分子的结构调节, 客体分子通过尺寸匹配等效应填充; 客体分子 能够沿着主体分子形成的单层结构外延生长, 在主体分子层上面形成第二层客体结构; 此 外, 主体分子形成的组装结构能够根据客体分子的尺寸和形状做出相应的改变来适应不同 的客体分子, 进一步丰富了主客体复合结构的内涵. 本文以主客体分子之间的复合方式为 主线介绍固体表面构筑主客体复合纳米结构的最新进展.     

利用超快扫描隧道显微镜研究原子尺度上的电荷动力学

正许多微观物理化学过程发生在皮秒和飞秒量级,传统的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope, STM)能够以原子级分辨观察表面结构和电子态,但其时间分辨率不足以解析皮秒和飞秒尺度的超快动力学过程.超快STM结合了STM的空间分辨率和超快光学的时间分辨率,可以实现原子级分辨率的飞秒光谱学,并用于单原子、单分子、单电子和单自旋的非平衡动力学研究.本文首先介绍了超快STM技术的发展,以及我们在这个研究方向上的进展.随后,将超快STM技术应用于光催化材料金红石型TiO2(110)表面上单个极化子的非平衡动力学研究,揭示了     

铂金属-有机长方形金属配合物分子的自组装行为

近日,中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室万立骏研究小组,利用扫描隧道显微镜(STM)详细研究了铂金属-有机长方形金属配合物分子的自组装行为,并从理论上阐明了自组装的过程.相关工作发表在近期的《美国化学会会志》(J Am Chem Soc)1)上.     

磁隧道结(MTJ)

评述了近年发现的铁磁金属／绝缘体／铁磁金属隧道结中与自旋相关隧穿效应相联系的巨磁电阻效应及包括结电导、磁电阻和它们对温度和结电压的依赖性在内的理论和实验研究结果。     

激光相干合成分子的局域化振动

选键反应是激光化学多年来研究的主题之一,局域模振动激发的振动中介反应和化学反应通道的激光相干控制分别代表了该领域的两个主要方面,其中局域化振动(局域模激发)对选键反应的影响已在HOD分子的光解与双分子反应实验中得到了证实.分子低能量的本征振动为简正振动,在高激发态由于振动的非谐性使分子出现局域化本     

利用氢键构筑超分子纳米结构

合成了一个核中心含有6个氮的diquinoxalino(2,3-2′,3′-a,c)- phenazine(DQP)分子, 并在大气条件下用扫描隧道显微镜(STM)研究了它在高定向裂解石墨(HOPG)表面的吸附和组装行为. 利用1,14-十四二酸作为桥成功构筑了二维有序的超分子纳米结构. 结果表明, 利用分子与分子之间的氢键可以来构筑与调控超分子纳米结构.     

金属纳米团簇的超分子自组装及其应用

金属纳米团簇(NCs)是由几个至几千个金属原子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的聚集体,其物理和化学性质具有量子尺寸依赖性.金属簇的尺寸可与电子的Ferimi波长相当,一般小于3 nm,具有异于对应体相块材的物化性质,如光学、电学、磁学、催化、手性等.基于自组装策略,将金属簇与不同类型的分子材料组装,不但可以实现金属簇的聚集诱导发光,而且还可以实现多功能的协调.结合本课题组的研究工作,本文综述了近期国内外相关研究,详细介绍了自组装对金属簇发光、组装结构的影响及金属簇组装体的应用等方面的研究进展.最后对金属簇的未来挑战和发展前景进行了展望.     

基于纳米通道分析技术的电流检测系统

<正>纳米通道单分子检测技术受启发于Coulter计数法与单通道离子电流测量技术,自被提出以来得到了迅速的发展,受到了国内外广泛关注.作为一种研究单个分子行为的技术手段,纳米通道技术已经应用于研究DNA损伤、分析单个多肽结构及蛋白质构型、探测识别单个DNA与靶分子间相互作用、有机小分子化合物和水体中金属离子超灵敏检测等方面,通     

掘进机高效掘进技术与管理

介绍煤矿巷道高效掘进与管理的技术,针对煤(半煤岩)类型的巷道掘进技术及组织管理进行了详细的介绍,指出了煤矿巷道高效掘进技术的关键所在。     

EBH-120掘进机、转载机等设备组成的作业线在西峪煤矿的应用

对EBH-120掘进机、转载机等设备组成的煤、半煤岩巷掘进机械化作业线从技术和工艺等方面进行了改进,改进后的作业线更趋完善,创造了显著的经济效益和社会效益。     

声波在声子晶体禁带边缘处的动态演化

利用两个相同声子晶体构成的腔长可变声波谐振腔, 研究了声波在声子晶体导带和禁带交汇处的动态演化规律. 理论分析和实验结果表明, 禁带边缘处透射声波的频谱分布随着谐振腔腔长的增加呈周期性振荡变化, 在禁带边缘处的隧穿过程更容易实现.     

Recent advances in coupling between quantum dots and nanoelectromechanical resonators

Micro/nanoelectromechanical systems(MEMS/NEMS)have potential applications in sensing,cooling,and mechanical signal processing.Thanks to the development of modern MEMS fabrication techniques,in analogy to photons,phonons in NEMS attract significant research interests recently.Single-electron tunneling events in quantum-dot-like nanostructures have been widely used in mesoscopic transport studies.Quantum dots are also considered as an ideal candidate platform for solid-state quantum computation.The coupling of these two types of systems has vast application prospects in information storage,transfer and also fundamental physics investigations.The most popular system realizing such coupling is a suspended carbon nanotube,in which the local gates can be used to confine a quantum dot,actuate a resonator and tune the resonant frequency.In this review,we focus on recent progress in this coupled system composed of carbon-based materials and discuss device fabrication,coupling mechanisms,and applications.     

Al2O3 绝缘栅SiC MIS 结构基本特性的研究

采用原子层淀积(ALD)方法在4H-SiC(0001)8°N-/N+外延层上制备了超薄(~4 nm)Al₂O₃ 绝缘栅高介电常数SiC MIS 电容. 通过对Al₂O₃ 介质膜以及Al₂O₃/SiC 界面微结构和电学特性 分析表明, 实验所得Al₂O₃ 介质膜具有较好的体特性和界面特性, Al₂O₃ 薄膜的击穿电场为25 MV/cm, 并且在可以接受的界面态密度(2×10¹³ cm^-2)下具有较小的栅泄漏电流(8 MV/cm 电场 下漏电流密度为1×10^-3 A/cm^-2). 电流-电压测试分析表明, 在FN 隧穿条件下, SiC/Al₂O₃ 之间的 势垒高度为1.4 eV, 已达到制作SiC MISFET 器件的要求. 同时, 在整个栅压区域也受 Frenkel-Poole 和Schottky 机制的共同影响.     

砷化镓光导开关的畴电子崩理论分析

在分析半绝缘(SI)砷化镓光导开关(PCSS)中丝状电流(流注)形成和传播的实验结果 的基础上, 提出了高增益砷化镓光导开关中的畴电子崩(EAD)理论. 该理论完善了EAD 概 念, 揭示了高增益GaAs PCSS 中局域内的强电场作用和高载流子密度效应使非平衡载流子 密度稳定增长, 从而导致流注形成. 应用EAD理论合理地解释了GaAs PCSS 中电流丝的形 成和传播, 解释了在器件两端的偏置电场低于载流子本征碰撞电离的电场阈值条件下器件 中存在载流子雪崩生长等实验现象, 结果表明在这类具有转移电子效应的半导体器件中, EAD 理论是分析流注形成的基本理论.     

Spin Configuration and Superexchange Mechanism in Molecular Magnets Observed

Jointly supported by the National Natural Science Foundation of China, Ministry of Science and Technology and Chinese Academy of Sciences, Ma Xucun＇s group in CAS Institute of Physics and Condensed Matter Physics National I.ab, in cooperation with Xue Qikun＇s research team in the Department of Physics of Tsinghua University, studied the super exchange mechanism in cobalt phthalocyanine （CoPc） thin films by using a low temperature scanning tunneling microscope. With high energy-resolution spin-flip associated inelastic electron tunneling spectroscopy, they explicitly identified the specific molecular orbitals that mediate the super exchange interaction between molecules.     

探地雷达在隧道工程检测中的应用分析

隧道是修建在山岭、河道、海峡及城市地面以下,供车辆、行人、流水、管线通过,或用作采掘矿藏、军事设施、人防设施等的地下通道和构筑物。它能穿越地表的障碍,并有缩短线路、防空袭、容易调温和不占地面空间等优点。隧道工程的检测是一项技术要求高,而且相对危险的工作内容,探地雷达作为一种新型的检测仪器,现已被广泛应用于隧道工程检测中,其具有操作安全、获取数据准确、真实、便于携带等特点。本文就探地雷达在隧道工程检测中的应用进行简要的分析。     

Transitions between mesenchymal and epithelial states and the concomitant gene expression changes

Epithelial-mesenchymal transition(EMT),mesenchymal-epithelial transition(MET),and even the sequential EMT-MET can be observed during multiple cell fate conversions including cancer progression and embryonic development.In the current review,we first focused on the existence and beneficial roles of the sequential EMT-MET during three typical cell fate conversions,differentiation from pluripotent stem cells(PSCs)to neurons,de-differentiation from mouse embryonic fibroblasts(MEFs)to PSCs,and trans-differentiation from MEFs to neurons.We tried to provide some preliminary hypotheses to connect EMT-MET and cell fate conversions,like the possible contributions of the intermediate mesenchymal state to iPSCs generation and neurontrans-differentiation.The intermediate mesenchymal state during sequential EMT-MET was further discussed by exploring the conserved signatures on gene expression during a variety of EMT.Discussion on the interaction among vitamin C,DNA methylation,and EMT/MET was also provided.