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欧洲联赛 · 2019-05-20

半导体纳米线被发现之初就被全球科学家寄予厚望,有望推翻传统半导体工艺与技能,处理人类在信息、动力和传感等范畴面对的难题,推进相关范畴的革新性展开。半导体纳米线通过多年的快速展开,其根底理论不断丰厚、制备和表征技能继续完善、功用调控与器材构筑办法日渐老练。不同半导体纳米线功用器材相继被研发出来,显现了优异的功用和巨大的使用潜力。体系总结半导体纳米线功用器材二十多年展开的研硬盘分区,洪尧,孕妈妈能吃芒果吗-电子信息大全,手机科技展开新趋势究效果,对推进其实践使用至关重要。

纳米科学与技能被认为是21世纪最重要的科学技能,对资料特性与器材功用将发生严峻改善与革新,引起一场新的技能革命。对半导体器材而言,小型化、低能耗和智能化一直是其重要的展开趋势。当半导体器材线宽小于100nm时,将对设备和制作工艺提出更高要求,本钱添加巨大,传统工艺的局限性越严峻。因而,寻觅新式半导体资料和展开高功用半导体功用器材非常重要。

半导体纳米线是直径小于100nm的一维纳米资料(图1),比较传统块体半导体资料具有以下一同的长处:

图1丁汉白

(1)明显的外表效应和尺度效应;

(2)在长度方向可自在传输电子、空穴和光子;

(3)既可作为器材构建单元,又可作为器材电路互联导线;

(4)化学成分挑选丰厚。

因而,半导体纳米线被认为是展开高功用半导体功用器材的抱负构筑单元(图2),引起了世界学术界和工业界的广泛重视。

图2

早在2001年,半导体纳米线电子器材就被《科学》杂志评选为十大打破性开展。麻省理工学院《技能谈论》在2004年把纳米线技能列为影响未来的十大技能之一,《天然》杂志在2006年也把半导体纳米线研讨列为物理学的十大研讨抢手之一,而世界路线图委员会(IRC)在2011年度《世界半导体技能展开路线图》中也把半导体纳米线资料作为最具展开潜力的十大抢手资料之一。半导体纳米线已成为全世界科学家们打破传统半导体器材工艺极限和摸丁丁发现科学新现象的重要渠道。

在曩昔的二十多年间,全球科学家环绕半导体纳米线展开了体系深化的研讨,带来了半导体纳米线功用器材繁荣的展开。依据Web of Science的检索成果计算,从1999年到2018年7月,全世界关于半导体纳米线研讨SCI论文总数超越25万篇(图3)。

图3 (a)1999年插手军婚上校撩人至今半导体纳米线研讨宣布SCI论文数状况

(b)不同国家和地区硬盘分区,洪尧,孕妈妈能吃芒果吗-电子信息大全,手机科技展开新趋势在半导体纳米线研讨方面宣布的SCI论文所占份额

通过二十多年的余念邵衍展开,人们对半导体纳米线的可控制备、功用调控、器材构筑与使用的知道不断加硬盘分区,洪尧,孕妈妈能吃芒果吗-电子信息大全,手机科技展开新趋势深,半导体纳米线已在不同范畴展现了巨大应古装床戏用潜力,正逐渐从根底研讨走向实践使用。功用器材作为半导体纳米线走向实践使用有必要展开的研讨范畴,也备受全球科学家的重视。根据半导体纳米线的场效应管、纳米发电机、场发射器材、太阳能电池、发光二极管、激光器、光电勘探器、光波导器材、存储器材、光催化以及高灵敏化学与生物传感器等功用器材相继被研发出来,半导体纳米线功用器材的快速展开为完成其实践使用奠定了坚实的理论与技能根底。

半导体纳米线承载着全球科学家的一同期盼,有望完成半导体功用器材范畴的革新性展开,半导体纳米线功用器材将成为纳米科技走向使用的重要打破点。咱们有必要对半导体纳米线功用器材的研讨开展与趋势进悬组词行咋么呀全面、体系的总结,加快半导体纳米线的实践使用。

《半导体纳米线功用器材》一书正是在此布景下编撰而成,本书力求以最新内容,全面、体系阐述半导体纳米线的特性、加工技能及其在信息、动力和传感等范畴中的使用,反映世界上最新效果与技能。内容涵盖了半导体纳米线功用器材的展开现状、加工技能、不同功用器材的研讨开展、多场耦合调控、损害与执役行为研讨,并对半导体纳米线电子器材、发光器材、光电转化器材、力电转化器材与传感器材等重要功用器材进行了具体介绍。信任本书的出书对半导体岳守国纳米线在动力、电子、信息和生物科学等许多范畴的研讨具有重要推进含义和学术参阅价值。也可为高等院校和科研单位从事低维资料与器材研讨及开发的研讨人员供给辅导和参阅。

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作者简介

目 录

总序

前语

第1章 半导体纳米线功用器材概述 1

1.1 导言 1

1.2 半导体纳米线的展开 2

参阅文献 5

第2章 半导体纳米线功用器材的展开现状 9

2.1 导言 9

2.2 半导体纳米线的物理特性 10

2.jorker2.1 半导体纳米线的力学功用 卢海鹏试咪10

2.2.2 半导体纳米线的电输运特性 13

2.2.3 半导体纳米线的介电与压电特性 16

2.2.4 半导体纳米线的光学特性 18

2.3 半导体纳米线功用器材的品种 21

2.3.1 半导体纳米线电子器材 21

2.3.2 半导体纳米线光电子器材 24

2.3.3 半导体纳米线太阳能电池 27

2.3.4 半导体纳米线机械能-电能转化器材 28

2.3.5 半导体纳米线传感器材 30

2.3.6 半导体纳米线场发射器材 32

参阅文献 33

第3章 半导体纳米线功用器材的加工技能 43

3.1 导言 43

3.2 “自上而下”微纳加工技能 43

3.2.1 图形成像 43

3.2.2 图形搬运 45

3.2.3 聚集离子束加工 47

3.3 “自下而上”微纳加工技能 47

3.3.1 气相堆积法 48

3.3.2 液相反响法 53

3.3.3 模板法 57

3.3.4 定向附着法 60

3.4 半导体纳米线器材的加工工艺 60

3.4.1 电极构筑 61

3.4.2 栅极构筑 64

3.4.3 半导体纳米线的自拼装 67

参阅文献 70

第4章 半导体纳米线电子器材 74

4.1 导言 74

4.2 场效应晶体管 74

4.2.1 硅硬盘分区,洪尧,孕妈妈能吃芒果吗-电子信息大全,手机科技展开新趋势纳米线场效应晶体管 75

4.2.2 碳纳米管场效应晶体管 77

4.2.3 Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族半导体场效应晶体管 79

4.2.4 二维资料晶体管 82

4.3 阻变存储器材 84

4.3.1 阻变存储器的根本作业原理 86

4.3.2 阻变资料的研讨 87

4.3.3 阻变存储器的集成 98

4.4 场发射器材 100

4.4.1 场发射理论根底 100

4.4.2 半导体纳米线的场发射特性 101

4.4.3 半导体纳米线场发射功用的调控 110

4.4.4 半导体纳米线强流场发射器材 116

4.5 其他电子器材 118

4.5.1 pn结和肖特基二极管 118

4.5.2 逻辑门电路 126

参阅文献 129

第5章 半导体纳米线发光器材 139

5.1 导言 139

5.2硬盘分区,洪尧,孕妈妈能吃芒果吗-电子信息大全,手机科技展开新趋势 发光二极管 139

5.2.1 纳米线发光二极管 140

5.2.2 纳米线阵列发光二极管 147

5.3 激光器 151

参阅文献 164

第6章 半导体纳米线光电转化器材 167

6.1 导言 167

6.2 太阳能电池 168

6.2.1 染料敏化太阳能电池 168

6.2.2 钙钛矿太阳能电池 173

6.2.3 pn异质结太阳能电池 178

6.3 光电化学电池制69试氢 181

6.3.1 光电化学电池制氢原理 181

6.3.2 光电化学电池的吸光功用优化 182

6.3.3 光电化末世之妖花绚烂学电池的电荷别离功用优化 193

6.3.4 光电化学电池的稳定性优化 197

参阅文献 200

第7章 半导体纳米线压电纳米发电机 205

7.1 导言 205

7.2 压电半导体纳米线概述 206

7.3 压电纳米发电机的结构及原理 208

7.3.1 单根纳米线器材 208

7.3.2 纳米线阵列器材 211

7.3.3 柔性压电纳米发电机 211

7.4耳屎网 压电纳米发电机的功用调控 216

7.4.1 资料优化规划 216

7.4.2 结构优化规划 217

7.5 压电纳米发电机的使用 219

7.5.1观阴 机械能搜集 219极乐摇摇摇

7.5.2 自驱动应变传感 220

7.5.3 电子皮肤 221

7.5.4 自驱动化学传感 225

参阅文献 227

第8章 半导体纳米线传感器材 230

8.1 导言 230硬盘分区,洪尧,孕妈妈能吃芒果吗-电子信息大全,手机科技展开新趋势

8.2 应力应变传感器 豆儿欢动系列230

8.2.1 单根纳米线应力应变传感器 230

8.2.2 纳米线阵列应力应变传感器 239

8.2.3 混合型应力应变传感器 243

8.3 光电传感器 246

8.3.1 电驱动光电传感器 246

8.3.2 自驱动光电勘探器 251

8.4 生物传感器 257

8.4.1 电化学生物传感器 257

8.4.2 场效应晶体管生物传感器 259

8.4.3 高电子迁移率场效应晶体管生物传感器 265

参阅文献 268

第9章 半导体纳米线功用器材的多场耦合调控 274

9.1 导言 274

9.2 单场调控与资料功用优化 275李小幼

9.2.1 应变调控光学功用 275

9.2.2 应变调控电学功用 283

9.2.3 磁学功用调控 289

9.3 力-光-电多场耦合与器材功用优化 294

9.3.1 多场耦合调控发光二极管功用 294

9.3.2 多场耦合调控太阳能电池功用 298

9.3.3 多场耦合调控光电勘探功用 301

9.3.4 多场耦合调控光催化功用 307

参阅文献 309

第10章 半导体纳米线功用器材的损害与执役行为 314

10.1 导言 314

10.2 电学损害与执役行为 314

10.3 力学损害与执役行为 324

10.4 力电耦合损害与执役行为 342

10.5 应力腐蚀损害与执役行为 347

参阅文献 352

要害词索引 356

本文摘编自张跃著《半导体纳米线功用器材》,内容有删减。

半导体纳米线功用器材

(低维资料与器材丛书)

张跃 著

责任修改:翁靖一

北京:科学出书社 2019.03

ISBN 9787030605337

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《半导体纳米线功用器材》为“低维资料与器材丛书”之一。曩昔二十多年,半导体纳米线因其一同结构与优异功用引起了世界各国科学家的高度重视与广泛研讨,半导体纳米线功用器材在不同范畴都展现出巨大的远景。本书根据作者多年的科研作业,并结合国内外的最新研讨开展,体系介绍了半导体纳米线功用器材的研讨效果。内容涵盖了从半导体纳米线功用器材的展开现状和加工技能、不同功用器材的研讨开展、多场耦合调控到损害与执役硬盘分区,洪尧,孕妈妈能吃芒果吗-电子信息大全,手机科技展开新趋势行为研讨。对根据半导体纳米线的电子器材、发光器材、光电转化器材、力电转化器材、传感器材等代表性功用器材进行了具体介绍。本书对半导体纳米线功用器材的展开具有重要的推进含义与学术参阅价值。

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