Current Density-Dependent Thermal Stability of ZnSe Nanowire in M-S-M NanostructureD

Due to semiconductor nanowire （NW） having a very tiny diameter, the electronic devices based on metal-semiconductor NW-metal （M-S-M） nanostruc- ture can carry a very large current density com- pared to electronics based on bulk semiconductors. A small mass of a NW also means a small heat capacitance. In this case, any small energy trans- fer from the current-carry electrons to local ionic or/and lattice vibrations in NWs may cause a sub- stantial self-heating of the NWs. Thus thermal insta- bility of NWs in M-S-M nanostructure due to Joule heating has become a fundamentally and technolog- ically important issue concerning the performance of semiconductor NW-based nanoelectronics and has at- tracted a lot of attention. The failure behaviors of various semiconductor and metallic NWs inves- tigated by in situ transmission electron microscopy （TEM） and confocal micro-Raman spectroscopy re- spectively have confirmed semiconductor NWs includ- ing Si, Ge, GaN, ZnO, Sn02, Ti02, ZnSe and ZnTe NWs electrically broken by thermal evaporation due to Joule heating and metallic NWs electrically de- stroyed by electromigration. Electron-phonon in- teraction that transfers energy from conduction elec- trons to the ions in the material causes Joule heating. Electromigration due to the transfer of the momentum of conduction electrons to the ions causes migration of atoms in the material when high current density flows through a circuit. The different failure mechanisms of these NWs are significantly materials-dependent due to the difference of their chemical and physical prop- erties and have a very close relation with the param- eters governing the electron transport mechanism at the metal-semiconductor （M-S） nanocontact such as Schottky barrier and bias polarity .     

铋纳米线中电导的温度依赖性

采用电沉积的方法在多孔氧化铝模板中合成了直径为30 nm且沿着[0112]方向生长的单晶铋纳米线,测量了纳米线电导随着温度78～320 K变化的关系曲线. 结果发现,其半金属半导体转变的温度为230 K,且纳米线的电导有很强的温度依赖性.     

用CdS纳米线制造电驱动激光器

电驱动半导体激光器在远程通信、信息存储、探测敏感器、光刻蚀、扫描探针显微镜 ,乃至医学临床诊断和治疗等领域被广泛应用 .这类激光器能够成功地跻身于市场 ,部分是基于高度发展的半导体平面工艺 :它使得整体的电驱动激光器件能够被重复地制造 .然而 ,上述工艺成本高 ,并且难于与Si微电子器件集成 .为了解决上述问题 ,研究人员尝试使用有机分子、聚合物 ,以及无机纳米结构制造激光器 ,因为这些材料有可能通过低成本的化学处理进行修饰 ,进而制成有用的器件 .但是 ,已经报道的基于有机系统、纳米晶和纳米线的新型激光器雏形均属于光泵激…     

纳米电子学的最新进展

文章介绍了纳米电子学在自组织生长、器件构造和电学／光学器件应用等方面的最新进展，其中包括：利用流体或极性分子实现了纳米线／管的定向排列；用此方法制成了纳米线逻辑电路和新型纳米线／带薄膜晶体管；研制成功可进行高密度信息存储的单分子层面纳米线交叉电路；进行了半导体CdS纳米线电泵激光和碳纳米管电致发光研究．此外，还对自旋电子学的研究进展进行了简要介绍，对纳米电子学的研究与发展方向提出了建议。     

Majorana准粒子与超导体-半导体异质纳米线

Majorana准粒子是凝聚态物理版本的Majorana费米子.由于Majorana准粒子间的交换操作服从非阿贝尔统计,并基于此可构建更稳定的量子计算机,近年来在凝聚态物理界引起广泛关注.为帮助初学者快速理解Majorana准粒子的形成机理,本文回顾了在一维超导体-半导体异质纳米线系统中Majorana准粒子模型的提出和理论演化过程,介绍Kitaev链模型并分析了模型中各要素所起的作用.还介绍了典型Majorana器件的构成和测量方法,并结合最新的实验进展对探测到的零能电导峰进行了分析和述评.最后对超越一维系统的超导体-半导体异质系统的实验前景进行了展望.     

有机-ZnO纳米线混合光电二极管特性

采用水热法制备了1维ZnO纳米线,并通过改变ZnO纳米线的取向（横向和竖直）和不同的P型半导体材料,制备了不同的有机-ZnO纳米线混合光电二极管。通过改变光照与非光照的条件下并在光照条件下改变光电二极管与光源的距离,对所制备的光电二极管的相关特性进行研究。结果表明:采用水热技术能够制备高质量的ZnO纳米线;当光电二极管两端通正向电压时,光照时的电流大于非光照时的电流,当通反向电压时,结果则相反;同时,光电流还与光照强度有关,光照强度越大,光电流越大。     

Blue Luminescence of CdS Nanowires Synthesized by Sulfurization

Polycrystalline CdS nanowires have been synthesized by sulfurizing metal Cd nanowires deposited electrochemically within the nanochannels of porous anodic alumina (PAA ) templates. Photoluminescence (PL) investigation shows that the CdS nanowires have an intensive and broad PL emission band peaked around 435 nm. The investigation results suggest that localized defects and excess S atoms existing in the CdS nanowires are responsible for this blue luminescence.     

Semiconductor nanostructures enabled by aerosol technology

Aerosol technology provides efficient methods for producing nanoparticles with well-controlled composition and size distribution. This review provides an overview of methods and results obtained by using aerosol technology for producing nanostruetures for a variety of applications in semiconductor physics and device technology. Examples are given from： production of metal and metal alloy particles： semiconductor nanoparticles; semiconductor nanowires, grown both in the aerosol phase and on substrates; physics studies based on individual aerosol-generated devices; and large area deviees based on aerosol particles.     

选区外延生长的PbTe-超导杂化纳米线:一个可能实现拓扑量子计算的新体系

半导体-超导体杂化纳米线是用于研究马约拉纳零能模和拓扑量子计算的主要平台之一,而基于Ⅲ-Ⅴ族半导体InAs和InSb的纳米线则是当前此方向研究的主流材料体系.尽管经过多年制备技术的改进和优化,样品中过多的缺陷和杂质仍是阻碍此方向进一步发展的核心问题.近年来,一个新的马约拉纳纳米线候选体系——Ⅳ-Ⅵ族半导体PbTe-超导杂化纳米线吸引了很大关注并获得了快速的研究进展.PbTe的介电常数巨大,且具有晶格匹配的衬底,这些优势使其有潜力突破纳米线样品质量提升的瓶颈,成为马约拉纳零能模的研究和拓扑量子计算实现的理想平台.本文将简单介绍最近几年在PbTe纳米线和PbTe-超导杂化纳米线器件的选区分子束外延生长、输运性质研究方面取得的重要进展,并对这种新的马约拉纳纳米线候选体系的优势、问题及基于其实现拓扑量子计算的前景进行讨论.     

ZnO纳米线双绝缘层结构电致发光器件制备及特性研究

在利用液相法生长ZnO纳米线薄膜的基础上，构造成功基于ZnO纳米线双绝缘层结构的交流电致发光器件.此器件呈现出良好的阻容特性，在室温下以一定频率的交流电压驱动，可观察到近紫外波段387 nm处和可见光波段552 nm处的发射谱带.从阻容结构的导电特性及ZnO纳米线材料的能带结构等方面探讨了这种器件的电致发光机理及频率特性.     

(InAs)1/(GaSb)1超晶格纳米线第一原理研究

半导体纳米线作为纳米器件的作用区和连接部分具有理想的形状, 把电子运动和原子周期性限制在一维结构当中.通过体材料的已知特性, 有效地选择材料组分使纳米线的低维结构优点更加突出.此外, 还可以通过其他方式来调整纳米线特性, 如控制纳米线直径、晶体学生长方向、结构相、表面晶体学晶面和饱和 度等内部或固有的特性;施加电场、磁场、热场和力场等外部影响. 体材料InAs和GaSb的晶格常数非常相近, 因此InAs/GaSb异质结构晶格失配很小, 可生长成为优良的红外光电子材料.另外, 体材料InAs在二元III---V化合物半导体中具有最低的有效质量, 这使得电子限制在InAs层的InAs/GaSb超晶格具有良好的输运特性. 本文通过第一原理计算研究轴线沿[001]和[111]闪锌矿晶体学方向的 (InAs)₁/(GaSb)₁超晶格纳米线(下标表示分子或双原子单层的数量) 的结构、电子和力学特性, 以及它们随纳米线直径(线径约为0.5---2.0 nm)的变化规律.另外, 分析了外部施加的应力对电子特性的影响, 考察了不同线径(InAs)₁/(GaSb)₁超晶格纳米线的电子带边能级随轴向应变的变化, 从而确定超晶格电子能带的带边变形势.     

氧化锌纳米线的紫外光耦合增强场电子发射特性

本文采用热化学气相沉积方法制备氧化锌纳米线阵列, 研究氧化锌纳米线阵列在紫外光辐照下的场电子发射特性. 实验结果表明, 在紫外光辐照下, 氧化锌纳米线场发射开启电压降低, 发射电流明显增大. 机理分析认为, 氧化锌纳米线紫外光增强的场发射源自场电子发射与半导体耦合作用, 紫外光激发价带电子跃迁到导带和缺陷能级使发射电子数量增加, 同时, 光生电子发射降低了发射材料表面的有效功函数, 从而显著增强场电子发射性能. 氧化锌纳米线具有紫外光耦合增强场电子发射特性, 在光传感、冷阴极平板显示和场发射电子源等方面具有潜在的应用价值.     

一维量子材料制备新进展

文章简要评述了一种制备一维半导体量子材料的新方法，即用碳纳米管作为模板，通过化学气相反应生长半导体纳米线，用此方法已经成功地制备出了一系列碳化物纳米线，更重要的是还制备出了ＧａＮ纳米线．     

3d过渡金属元素掺杂Al12N12纳米线几何结构和电子性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统地研究了不同3d过渡金属元素(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni)掺杂Al₁₂N₁₂纳米线的几何结构、稳定性和电子结构.结果表明：所有掺杂体系均是热力学稳定的;掺杂Ni时体系保留了原有的非磁性间接带隙半导体特性;当掺杂其它原子(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co)时体系仍然保持为半导体,但带隙明显减小.掺杂过渡金属原子对于Al₁₂N₁₂纳米线的电子结构具有明显的调控作用,在能带调控和光电方面有潜在的应用前景.     

电化学沉积Fe与FePd纳米线阵列的磁性

利用电化学沉积方法在氧化铝模板中制备了一维Fe和Fe_095Pd_{0 05}合金纳米线阵列.两种样品均有(110)晶向择优取向，纳米线直径为60nm.在这一直径下形状各向异性 和内禀晶体各向异性的竞争结果很适合考察Pd掺杂的磁性行为.研究发现在FePd纳米线中， 由于极少量Pd在Fe中的合金化，减弱了晶体各向异性与形状各向异性的影响，改变了磁畴结 构，增强了畴壁钉扎作用，结果在Fe_095Pd_005纳米线 中便显示出强烈的沿线方向的各向异性，方形度和矫顽力也有较大改善. 关键词： 纳米线 电化学沉积 磁性     

体超导铟对一维锌超导纳米线超导电性的抑制效应

文章细致研究了超导体铟／一维锌超导纳米线阵列／超导体铟夹心结构的超导电性．实验发现，当锌纳米线的长度在2—6μm、直径等于40nm时，宏观尺寸的超导体铟电极对中间的锌纳米线的超导电性具有反常的抑制作用,即当铟处在超导态时，中间的锌纳米线则停留在正常态．如果施加一个磁场，使超导体铟电极变为正常态，锌纳米线则恢复其超导电性，这种奇异的现象与超导电极材料的类型及锌纳米线的直径和长度有关。     

ZnO一维纳米线及其异质结构的外延生长

一维纳米结构因其优异的光、电特性，在纳米电子学，光电子学器件等方面有重要的应用价值而倍受关注．在一维半导体纳米材料中，ZnO因激子束缚能大（60meV），可在室温获得高效的紫外发光而成为近年来继GaN材料后的又一研究热点．外延生长一维纳米结构ZnO及其量子阱材料除因量子尺寸效应更适宜做室温紫外发光、激光材料与器件外，还因界面和量子限制效应而具有许多新奇的光、电、和力学特性，可应用于纳米光电子学器件，传感器及存储器件，纳米尺度共振隧道结型器件和场效应晶体管的研制和开发．文章着重介绍了目前ZnO一维纳米结构制备，一维ZnO纳米异质结构和一维ZnO／Zn1-xMgxO多量子阱结构的外延生长和研究进展．     

非晶态半导体的现状与展望

本文将使搬地介绍了非晶态半导体的发展悄况，阐述了当前非晶态半导体的前沿课题以及器件应用情况，井预期非晶态半导体将有较大的发展．     

Fe100－xPdx合金纳米线阵列的制备及其磁性研究

利用直流电沉积法在多孔阳极氧化铝模板中制备出了一系列Fe_100-xPd_x磁性纳米线阵列. Pd的增加使纳米线的总体磁性降低，各向异性和矫顽力也发生了较大的变化. 当Pd含量高达x=30时，纳米线仍有相当高的矫顽力(7.48 kA/m)和较明显的各向异性，但当Pd的含量增加到50%时，纳米线的易磁化方向由平行线的方向反转到垂直线的方向. 实验证明，这是由于在Fe₈₀Pd₂₀和Fe₇₀Pd₃₀中连续的磁性相在Fe₅₀Pd₅₀纳米线中变成了与非磁性相相互间隔的非连续片状结构. 片状磁性相的形状各向异性使易磁化方向转变到垂直纳米线轴的方向. 从生长动力学的角度对Fe₅₀Pd₅₀纳米线中这种片状的形成进行了解释. 关键词： 纳米线 电化学沉积 磁性     

金属纳米线应力分布特征的原子级模拟研究

运用分子静力学方法结合量子修正Sutten-Chen多体力场研究了Ni纳米线在平衡状态下的应力分布特征，考虑了三种不同取向的纳米线，即轴线方向分别沿［100］，［110］和［111］方向的纳米线.计算的结果表明：由于表面张应力的作用，纳米线在弛豫过程中沿轴线方向长度发生收缩；纳米线从表面向中心区域呈现出由张应力向压应力连续分布的特征.随着纳米线直径的增加，纳米线的表面区域的张应力先上升，然后略有下降，并趋向一个非零的常值；而中心区域的应力则属于压应力，其值随着直径的增加显著地减小，并趋向于零值.无论是轴向