受限空间纳米线熔化过程的分子动力学模拟

碳纳米管内嵌纳米线复合材料可以综合二者的优异性能从而有更广阔的应用前景。本文利用分子动力学模拟手段探讨了碳纳米管以及受限空间对于Cu纳米线的熔化行为,发现受限空间对于Cu纳米线的熔点影响较小,应用碳纳米管内嵌纳米线这种复合材料时可以忽略碳纳米管的加入对纳米线熔点的影响。而碳纳米管的存在可明显增加内部纳米线的稳定性,其原子排布对内部纳米线的作用较大。另外,受限空间中纳米线的熔化轴向方向是从端部开始,而径向方向是从表面开始逐渐到芯部进行。     

硅纳米线的掺杂工艺与检测

掺杂硅纳米线有可能成为一种重要的硅纳米电子器件材料。因而,硅纳米线的掺杂工艺与检测很重要。半导体的掺杂工艺主要为扩散法,而硅纳米半导体线的掺杂检测方法主要包括电流-电压法、拉曼光谱、光致发光(PL)光谱、X-射线光电子能谱(XPS)及近边X-射线吸收精细结构光谱(NEXAFS)等。该文介绍了可引入到硅纳米线研究的现有半导体的掺杂工艺及检测方法,并就硅纳米线的掺杂工艺及检测的最新进展做作了详细的讨论。     

冷却速率对3D打印模具钢拉伸性能影响的分子动力学模拟

冷却速率对3D打印模具钢力学性能的影响一直备受关注.利用分子动力学模拟研究三种冷却速率及三种含C量下Fe-Cx合金模具钢的单轴动态拉伸过程,研究发现冷却速率对模具钢抗拉强度影响较小,对弹性模量有一定影响,随着冷却速率从3.5 K/ps升高到10.5 K/ps,Fe-C0.04弹性模量从140.69 GPa减小到136....     

硅纳米线的合成及表征

目前已通过气-液-固生长机理及氧化物辅助生长等机理合成了大量硅纳米线,电镜、能量色散X射线分析、X射线光电子能谱、拉曼光谱、近边X射线吸收精细结构光谱、I-V测量、光致发光、场发射、电子输运测量等是表征硅纳米线的有效手段,介绍了硅纳米线在合成及表征方面的最新进展,并对其发展做了展望.     

硅纳米线的电学特性

总结了硅纳米线在电学特性方面的研究进展,重点分析了本征及掺杂硅纳米线的载流子浓度与迁移率、场发射及电子输运特性。研究表明通过对硅纳米线进行掺杂可提高载流子浓度及迁移率、场发射和电子输运性能,随硅纳米线直径的减小其电学性能增强。因此,硅纳米线在场效应晶体管及存储元件等纳米器件方面具有极大的应用前景。     

纳米MOSFET的多栅结构和应变硅纳米线结构

介绍了在进入22 nm技术节点后MOSFET器件的两个发展方向,即多栅结构和应变硅纳米线结构.首先通过分析特征长度与有效栅极数量的关系,表明多栅结构器件可以有效增强栅极对沟道的控制,抑制短沟道效应,接近理想的亚阈值斜率;然后分析了应变对能带结构的影响,从理论上论述了应变沟道可以显著提高载流子迁移率;最后介绍了悬浮硅纳米...     

硅纳米线的制备与热氧化处理

采用金属催化化学腐蚀法制备硅纳米线(SiNW),并进行热氧化处理。制备的硅纳米线的线径减小。研究了热氧化处理对硅纳米线线径的影响。利用光电显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察实验结果,刻蚀后形成了长度为100 μm、线径为100 nm的排列整齐的硅纳米线。在温度为400 ℃、时间为20 min的热氧化处理后,硅纳米线的线径由100 nm减小至50 nm。这表明,通过热氧化处理后的硅纳米线具有更小的线径。     

硅纳米线纳米器件的研究进展

硅纳米线作为一类重要的一维半导体纳米材料,在纳米器件方面具有很好的应用前景,可以用于高性能场效应晶体管、单电子探测器和场发射显示器件等纳米器件的制备.介绍了近两年来硅纳米线作为检测细胞、葡萄糖、过氧化氢、牛类血清蛋白和DNA杂交方面的纳米传感器、纳米晶体管、光电探测器等纳米器件的最新进展,并对其研究前景做了展望.     

碳纳米管轴向压缩行为的分子动力学模拟

用分子动力学方法对轴向压缩下的单壁和双壁碳纳米管的屈曲行为进行了模拟研究。在分子动力学模拟中,采用Tersoff-Brenner势结合6～12形式的Lennard-Jones势描述碳原子之间的相互作用。计算结果表明:单壁碳纳米管的屈曲临界力随着半径的增大而增大,但半径对其临界应力的影响只是在管径较小的情况下比较明显;在载荷下,双壁碳纳米管的外管首先失稳;双壁碳纳米管的屈曲临界应变高于外管对应的单壁碳纳米管的临界应变,而低于内管对应的单壁碳纳米管的临界应变。但是,双壁碳纳米管的屈曲临界力明显高于内、外管对应的单壁碳纳米管的临界力。     

硅纳米线的固-液-固热生长及升温特性研究

该文报道一种直接在硅片上热生长硅纳米线的新方法。与传统的VLS生长机制不同,该方法在生长硅纳米线的过程中没有引入任何气态或液态硅源.是一种全新的固液固(SLS)生长机制。实验中使用了Ni,Au等金属作为催化剂,由Ar,H2等作为载流气体.系统压强为2.5104Pa,生长温度为950-1000℃.生长出的硅纳米线表面光滑,呈纯非晶态,直径为10-40 nm,长度可达数十微米,升温特性对硅纳米线SLS热生长起重要作用。研究了各项实验参数(包括气氛压强,加热温度及加热时间等)对硅纳米线生长的影响。     

The aligned Si nanowires growth using MW plasma enhanced CVD

New and simple modification of vapor-liquid-solid process for Si nanowires growth based on microwave plasma enhanced chemical vapor deposition that uses solid-state Si target as a source of Si atoms was developed. The method was temperature and pressure controlled evaporation of solid phase of Si source in hydrogen microwave plasma. Aligned growth of Si nanowires was performed in local electric field by applying of constant negative bias to substrate holder. Deposited Si nanowires were studied by scanning electron microscopy (SEM), Raman and photoluminescence spectroscopy. Correlation between photoluminescence spectra and Si nanowires properties were studied.     

Uniaxial, tensile-strained Si devices

Uniaxial, in-plane, tensile straining of silicon devices is reported. Strain is applied via mechanical techniques and then fixed by bonding to an appropriate substrate. Results are reported for diffused resistors and for some metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) devices. Strain is introduced after device processing is complete, which enables full advantage to be taken of mainstream silicon processing technology. This macroscopic method is effective regardless of device size but has particular benefit in the deep submicron region. Mobility conductivity enhancement factors >2 for an applied strain of 0.05% are reported.     

The mechanical behavior of silicon during small-scale indentation

The mechanical behavior of crystalline silicon during small-scale indentation has been studied using a Nanoindenter. Tests were performed on bothp-type andn-type materials in the (100), (110), and (111) orientations at peak loads ranging from 0.5 to 120 mN. The indentation load-displacement curves exhibit two features which appear to be unique to silicon. First, at large peak loads, a sharp discontinuity in displacement is observed as the indenter is unloaded. Second, at small peak loads, a large, non-degenerative hysteresis is exhibited. Possible mechanistic origins for the discontinuity and hysteresis are discussed.     

“Y”型、竹节型与直纳米碳管的力学特性研究

采用基于BrennerREAO(reactiveempiricalbondorder)势的分子动力学方法,模拟了“Y”型、竹节型与直纳米碳管的拉伸过程。结合有限元分析,对比并讨论了“Y”型、竹节型纳米碳管与直纳米碳管拉伸力学性能的差异。研究结果表明,拉伸“Y”型、竹节型纳米碳管的屈服与断裂均发生在其粗管与细管过渡的“应力集中”部位;“应力集中”致使“Y”型、竹节型纳米碳管的抗拉强度与韧性明显低于直纳米碳管;然而,“Y”型、竹节型碳管的弹性模量依然与直纳米碳管相当。