贵金属纳米颗粒催化刻蚀硅表面微纳结构现状北大核心

简述了目前一些贵金属纳米颗粒催化刻蚀Si表面微纳结构的研究工作,并叙述了催化刻蚀反应的主要过程。在系统介绍催化刻蚀化学反应机理的基础上,对催化刻蚀的阴极、阳极反应进行了细致的探讨。根据不同的阳极和阴极反应方程式,讨论了不同的中间产物以及不同中间产物在反应中的作用机理。然后介绍了贵金属纳米颗粒的物理法和化学法两种制备方法。结合目前国内外研究进展,讨论了贵金属纳米颗粒种类、尺寸以及溶液成分比例对硅表面微纳结构的影响。最后对贵金属纳米颗粒催化刻蚀硅表面微纳陷光结构的未来前景进行了展望。     

原位形成的金纳米颗粒对溶菌酶结构的影响

在溶菌酶水溶液中,用NaBH4原位还原HAuCl4得到了溶菌酶稳定的金纳米颗粒。这些溶菌酶稳定的金纳米颗粒具有亲水性、生物兼容性以及良好的溶胶稳定性。紫外-可见光谱、透射电子显微镜以及动态光散射实验对所得产物的表征结果说明实验中形成了分散性良好的直径约2 nm的金纳米颗粒。傅里叶变换红外光谱和圆二色谱实验表明,与金纳米颗粒作用之后的溶菌酶分子仍然保持了结构的完整性,金纳米颗粒的形成没有对蛋白质的一级和二级结构造成影响。基于其良好的溶胶稳定性及生物兼容性,这些溶菌酶稳定的金纳米颗粒在纳米科技和生物医学领域具有潜在的应用价值。     

石墨表面台阶的原子尺度观察

本文采用ＳＴＭ观察到了石墨（０００１）解理面的单原子台阶和台阶处的原子排列。实验表明，台阶附近的二维点阵结构存在着因为台阶延伸方向不断变化而造成的晶格变形，台阶上还存在着大量的扭折。这一结果，将有助于我们从原子尺度的角度深入探讨石墨表面催化反应的微观机理。     

石墨表面纳米结构的截面特征分析

我们以在高定向裂解石墨表面获得的纳米结构为例，对利用电子束方法和加热氧化方法制备的纳米结构的特征进行了对比分析，并结合材料的输运性质探讨纳米结构的加工机制。     

表面结构对集成式石英谐振器性能的影响

在研究石英晶体谐振器力敏特性与加力方位角关系及晶体薄片内波的传播特性的基础上,设计制作了基于同一晶体基片上的集成式四电极谐振器.研究了这种结构的谐振器的力敏特性与加力方位、谐振频率稳定性与基片表面和边沿结构的关系.实验结果表明,谐振器的力敏特性与加力方位密切相关;对晶体基片表面进行抛光处理,能有效地消除表面缺陷对谐振器振动状态的影响,提高谐振频率的稳定性;对晶体基片边沿进行倒边处理,能缩短谐振波波幅在边沿区衰减的空间距离,抑制了谐振器振动能量沿晶片边沿的散失,使谐振器频率稳定性得到进一步提高.经表面抛光及边沿倒边处理后,谐振器频率波动的平均值分别下降到处理前的42%和30%.     

基于金纳米颗粒的激光钛合金表面处理研究

钛合金的表面质量直接决定了种植体的成活率。针对传统表面处理方法带来的问题,文中基于时域有限差分法,提出了一种基于直径200 nm金颗粒的钛合金表面激光处理方法,研究了激光参数对钛合金表面光场分布的影响规律。仿真结果表明,由200 nm金纳米颗粒激发的近场增强分布区域为环形;增强倍数超过了6 500倍;通过改变入射光的角度可以进一步提高增强倍数;而背景折射率对金纳米颗粒激发的近场增强效果影响微小,能够在多种介质中进行表面处理。     

表面改性FeS纳米微粒的结构表征

采用表面改性的方法，以双十八烷基二硫代磷酸盐(DDP)为表面改性剂。制备了双十八烷氧基二硫代磷酸盐(DDP)表面改性的FeS纳米微粒。采用TEM。DSC，XRD和FTIR对表面改性FeS纳米微粒进行结构分析。结果表明，表面改性FeS纳米微粒是由DDP表面改性层和FeS纳米核心所构成，微粒尺寸在4nm～6nm之间。DDP表面改性FeS纳米微粒在氯仿、苯和甲苯等有机溶剂中都具有良好的分散性。     

激光表面织构化对电子标签粘接性能的影响

采用激光对ABS塑料板待粘接表面进行激光表面织构化,以研究其对电子标签粘接性能的影响。采用纳秒脉冲激光处理待粘接表面,在激光共聚焦显微镜下观察激光表面织构化前后基板的表面形貌,并分析激光表面织构化前后基板表面粗糙度变化,利用微机控制电子万能试验机检测激光表面织构化后其粘接表面的结合力,研究激光表面织构化对其表面形貌、表面粗糙度及结合力的影响规律,从而确定最佳激光表面织构化工艺参数。激光表面织构化可有效的提高待粘接表面粗糙度,激光表面织构化后基板的表面粗糙度较未处理前的0.077μm提高到1.222μm;激光表面织构化后的粘接力可到达35.5 N,较未处理表面的11.2 N提升了217%。最终确定最佳的激光表面织构化工艺为激光功率200 W,扫描速度6900 mm/s,重复频率50 kHz,脉冲宽度270 ns,填充线间距0.15 mm。最佳激光表面织构化工艺大幅度提高了材料的表面粗糙度,这使材料的粘接性能显著提升。     

生长于Si(111)上的氮化硅薄膜表面结构

利用扫描隧道显微镜 ( STM)等分析手段 ,我们对 Si( 1 1 1 )在 NH3气氛下氮化后的表面结构进行了研究 .Si( 1 1 1 )在 1 0 75K暴露于 NH3后 ,表现所形成的氮化硅存在周期为 1 .0 2 nm的(“8/3× 8/3”)再构 ,当温度提高到 1 1 2 5K以上时 ,表面出现周期为 3.0 7nm的超结构 .这两种表面超结构都可以形成“8× 8”低能电子衍射花样 .系统的研究证明 3.0 7nm超结构是在 Si( 1 1 1 )表面形成晶态 β- Si3N4 薄膜 ( 0 0 0 1 )表面的 4× 4再构 ,而 1 .0 2 nm周期是 Si( 1 1 1 )表面未获得有效氮化的一种结构     

应用原子力显微镜观测牙齿充填材料的表面结构

牙齿充填材料用作粘结剂并与口腔内液体相互作用时,它的表面结构和表面粗糙度都起着十分重要的作用,且牙齿充填材料的表面结构和表面粗糙度与牙菌斑的形成也有很大的关系。原子力显微镜具有很高的分辨率,可对样品的表面结构进行直接观测。本文利用原子力显微镜对牙齿充填材料的表面微观结构进行了观测和量化分析,得到了表征样品表面结构的原子力显微镜图像和样品表面的粗糙度等参数。     

平面手征结构的旋光度精密测量

基于精密步进电机和光纤光谱仪的光学测试系统,优化设计了一种精确测量手征结构样品旋光度的方案。对手征样品旋光性的理论分析结果表明,由于周期性手征结构样品制作过程中90°旋转对称性被打破,线偏振光经过样品后偏振面旋转角度与入射光的偏振面角度有关。实验测量结果直接证明了理论分析的正确性。利用设计的光学测试系统对采用电子束光刻技术制作的周期性平面手征结构样品进行旋光度测量的结果表明,样品在波长为633nm处具有0.05°的旋光度,很好证明了研制的周期性平面手征结构具有一定的旋光性。     

镍金表面上LP封装中央焊盘焊点空洞控制

随着产品小型化的发展,微小LP封装器件的应用越来越广泛,其中中央焊盘焊点空洞率成为影响产品功能的关键因素.主要研究镍金表面处理印制电路板上LP封装器件中央焊盘锡铅焊点空洞问题.介绍了焊点空洞的产生机理、焊接工艺难点及空洞控制方法,提出了优化焊盘设计、优化模板开孔设计、强化焊膏使用控制、控制焊膏印刷精度、控制贴装精度和优化焊接工艺参数等六大保证措施.经试验验证,同时采取6项措施后,有效地控制了镍金表面处理的PCB上LP封装器件的中央焊盘焊点空洞问题.     

Au纳米颗粒的形状和尺寸对表面等离子体的影响

通过调控Au纳米颗粒的形状和尺寸,研究了Au纳米颗粒的形状和尺寸与表面等离子体之间的关系。通过直流磁控溅射的方法在外延片上溅射Au薄膜,并采用快速热退火和常规热退火两种方式对其进行热退火,制备出Au纳米颗粒。使用不同热退火方式、不同热退火温度及不同Au薄膜厚度来改变Au纳米颗粒的形状和尺寸,并对Au纳米颗粒的表面形貌及它的消光谱进行了分析,对比了不同形貌的Au纳米颗粒对表面等离子体共振特性的影响。实验结果表明,使用普通热退火制备的Au纳米颗粒形状接近球体,而使用快速热退火得到的Au纳米颗粒的形状更接近棒体;随着热退火温度的升高,表面等离子体的共振波长发生红移;随着Au薄膜厚度的增加,表面等离子体的共振波长也发生红移。     

Surface Engineering in Mesoporous Single Crystal to Enhance Pseudocapacitance

Mesoporous single crystals combining the ordering of crystal lattice and the disordering of interconnected pores would create well-defined structures confined at continuously twisted surfaces that are kinetically trapped. Here, mesoporous WN single crystal at 2 cm scale is grown to create and engineer the well-defined surface structures. The unsaturated coordination structures including W–N_1/2, W–N_1/3, and W–N_1/6 confined at twisted surfaces account for the chemisorption of H in acidic electrolyte and deliver a record high areal capacitance of ≈250 F cm⁻² without degradation being observed even after 15 000 cycles. The engineering of well-defined coordination structures at twisted surfaces would open an alternative to create active surfaces in the wealth of other single-crystalline materials.     

金颗粒为活性基底的裸鼠血清表面增强拉曼散射光谱分析

对肿瘤裸鼠血清进行显微共聚焦拉曼光谱测量,并将血清的普通拉曼光谱与以金纳米颗粒为基底的表面增强拉曼散射(SERS)光谱进行对比,结果表明金纳米粒子作为活性基底对裸鼠血清具有显著的拉曼增强作用,在很多常规拉曼光谱中未能检测出的信息在SERS光谱中得以体现。这源于血清中的物质与金纳米颗粒之间的化学吸附和相互作用,使得微量样品也能够通过SERS光谱来反映出血清中各种蛋白质、脂类、糖类、核酸以及其他成分的分子结构等信息。血清中各种成分的信息可以反映体内各种细胞和组织的生理代谢及病理变化,血清的SERS光谱将为疾病的诊断和治疗提供一种有效手段。     

水热反应条件对BaTiO3纳米晶形成的影响及其原子尺度表面结构

本文报道了水热反应条件对BaTiO3纳米晶形成的影响,尤其是其原子尺度的表面结构。研究结果表明,Ba/Ti摩尔比较大的前驱体溶液中,易获得立方状大尺寸（～260nm）的BaTiO3纳米晶体;而采用乙二醇作为水热反应介质,可获得小尺寸弱圉聚的BaTiO3纳米晶（与纯水溶液或水-乙二醇的混合液相比较）。立方状或长方体状的BaTiO3纳米晶外表面被{100}晶面所包围,{110}晶面条纹与纳米晶体的边界相交呈45°角。在粗糙的BaTiO3纳米晶表面,常可观察到台面台阶扭折（terrace—ledge—kink）的表面结构,台面（terrace）和台阶（1edge）位于{100}晶面。由于表面结构的重构,{110}晶面通常被分解成由许多小的{100}晶面相连接而成的扭折结构。而在球状的BaTiO3纳米晶边缘,没有观察到表面台阶结构。     

La2O3-SnO2材料乙醇气敏性能与催化活性间关系

通过测量La2O3-SnO2的气敏性能和催化活性,考察了La2O3对SnO2气敏性能和催化性能的影响,同时讨论了该材料对甲烷(CH4)和乙醇(C2H5OH)的灵敏度与其催化氧化反应间的关系。结果表明:300℃时,掺杂w(La2O3)为3%时,可使乙醇的转化率从84.5%提高到100%,对体积分数为1×10-4的乙醇的灵敏度由11.06提高到53.22。说明目标气体的反应活性越高,其灵敏度也越高。掺杂La2O3提高乙醇气体的灵敏度的原因是因为增加了SnO2表面乙醇反应中的耗氧率。