别出心裁:在原子水平上对材料进行工程设计

背景介绍 自从纳米技术的概念提出以来,设备小型化一直是技术发展的驱动力。纳米制造技术的飞速发展推动了摩尔定律的发展,摩尔定律呈指数增长,导致现在半导体微处理器的计算能力成倍增长,而这些微处理器现在已成为大规模仿真和人工智能的基础。在科学的好奇心和技术的渴求的推动下,电子设备的小型化无疑会持续发展,未来必将需要并最终开发出由原子精确结构的组件和接口组成的设备。因此,科学家们一直期望开发出能够在原子水平上对材料进行工程设计的技术手段。 为了利用原子精确结构的全部功能和性能,将需要比堆叠层更复杂的系统。但是,为实际应用程序组装原子定义的构建基块并非易事。虽然有机分子允许在原子水平上对其结构进行调整,但对单个分子的操作需要低温和超高真空等苛刻条件。尽管可以将单个半导体纳米结构集成到电子和光子器件中,但以原子精度制备相同的结构的重复性仍然是一个挑战。 碳纳米管(CNT)是一种非常有潜力的材料,具有独特的光电物理性质,在发光二极管......阅读全文

别出心裁:在原子水平上对材料进行工程设计

  背景介绍  自从纳米技术的概念提出以来,设备小型化一直是技术发展的驱动力。纳米制造技术的飞速发展推动了摩尔定律的发展,摩尔定律呈指数增长,导致现在半导体微处理器的计算能力成倍增长,而这些微处理器现在已成为大规模仿真和人工智能的基础。在科学的好奇心和技术的渴求的推动下,电子设备的小型化无疑会持续发

Science:IBM科学家造出世界上最小的晶体管

  巨头英特尔(Intel)创始人之一Gordon Moore在1965年提出了业界著名的“摩尔定律(Moore's Law)”,大意为:集成电路上的元器件(例如晶体管)数目,每隔18个月至两年便会增加一倍,性能也将提升一倍。摩尔定律在一定程度上反映了现代电子工业的飞速发展,但时至今日,随着

石墨烯纳米带制备及其晶体管应用研究进展

  在国家自然科学基金项目(批准号:61622404、62074098)等资助下,上海交通大学陈长鑫教授研究组与合作者们在具有光滑边缘的亚十纳米宽度的石墨烯纳米带(GNR)制备及其高性能晶体管应用研究方面取得重要进展。研究成果以“来自被压扁碳纳米管的边缘原子级光滑的亚十纳米石墨烯纳米带(Sub-10

智能纳米晶体对癌症宣战

  在医学上,在体内特定区域靶向药物一直都是一个艰巨的难题。通常出现两方面原因:第一,药物本身没有高效发挥其功能的途径;另一方面它们在体内扩散过程中会杀死一大堆健康细胞,从而产生严重的副作用。但是,现在科学家们正努力地研究一些能指导药物特定靶向正确位置的智能纳米材料,从而解决这一医学难题。  当前大

首块纳米晶体“墨水”制成的晶体管问世

  晶体管是电子设备的基本元件,但其构造过程非常复杂,需要高温且高度真空的条件。美韩科学家在《科学》杂志上报告了一种新型制造方法,将液体纳米晶体“墨水”按顺序放置。他们称,这种效应晶体管或可用3D打印技术制造出来,有望用于物联网、柔性电子和可穿戴设备的研制。   据宾夕法尼亚大学官网消息,研究人员在

精准控制一维纳米晶体

  科学家在日前出版的《科学》杂志网络版上报道了一种对一维纳米晶体直径、长度、长径比、组分、形貌以及结构进行精准控制的合成技术。此项研究主要由郑州大学材料科学与工程学院教授庞新厂完成。该杂志同期发表相关评论文章,介绍了庞新厂以纤维素基的瓶刷状嵌段共聚物为单分子纳米反应器,独创一种能制作任何类型纳米晶

纳米纸有机晶体管问世

  近日,同济大学材料科学与工程学院教授黄佳、美国马里兰大学材料科学与工程系教授Hu Liangbing等共同完成的研究论文《全透明可弯曲纳米纸晶体管》,在线发表于纳米科学技术领域权威期刊ACS Nano。   “透明化、可弯曲是电子产品未来发展的两个重要方向。这一成果最大的创新点,是将全透明

纳米晶体分子的特性和应用

中文名称纳米晶体分子英文名称nanocrystal molecule定  义由分子生成纳米量级的晶体。晶体颗粒尺寸小到纳米量级时将导致声、光、电、磁、热等性能呈现新的特性,有广阔的应用前景。在分子生物学领域,DNA可作为制备纳米晶体的分子模板。如在双链DNA分子表面所装配的多层金原子纳米颗粒簇,形成

纳米纸有机晶体管问世

  近日,同济大学材料科学与工程学院教授黄佳、美国马里兰大学材料科学与工程系教授Hu Liangbing等共同完成的研究论文《全透明可弯曲纳米纸晶体管》,在线发表于纳米科学技术领域权威期刊ACS Nano。   “透明化、可弯曲是电子产品未来发展的两个重要方向。这一成果最大的创新点,

碳纳米晶体管性能首次超越硅晶体管

  据美国威斯康星大学麦迪逊分校官网近日报道,该校材料学家成功研制的1英寸大小碳纳米晶体管,首次在性能上超越硅晶体管和砷化镓晶体管。这一突破是碳纳米管发展的重大里程碑,将引领碳纳米管在逻辑电路、高速无线通讯和其他半导体电子器件等技术领域大展宏图。  碳纳米管管壁只有一个原子厚,是最好的导电材料之一,

首个10纳米以下碳纳米管晶体管问世

  据美国物理学家组织网2月2日(北京时间)报道,来自IBM、苏黎世理工学院和美国普渡大学的工程师近日表示,他们构建出了首个10纳米以下的碳纳米管(CNT)晶体管,而这种尺寸正是未来十年计算技术所需的。这种微型晶体管能有效控制电流,在极低的工作电压下,仍能保持出众的电流密度,甚至可超过同尺

rTIAL纳米晶体材料的合成

纳米晶体材料的合成一直面临产量与尺寸的问题。本研究的目的在于采用行星式高能球磨机研发一种合成纳米-TiAl晶体的革新性方法。本研究采用了德国 Fritsch公司的P4----可变转动速率比行星式高能球磨机,使用碳化钨的研磨装置,利用机械合金的方法,而无需其他的操作,最大限度的降低了样品 的

纳米线晶体管能自我修复

  据美国电气与电子工程师协会《光谱》杂志网站11日报道,美国国家航空航天局(NASA)与韩国科学技术研究院(KAIST)合作,研制出了一款能自我修复的晶体管。研究人员表示,最新自我修复技术有助于研制单芯片飞船,其能以五分之一光速飞行,在20年内抵达距太阳系最近的恒星“比邻星”。   今年4月12日

锂离子电池负极材料纳米碳管的介绍

  纳米碳管(CNT),管状的纳米级石墨晶体,是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管,每层的C是SP2杂化,形成六边形平面的圆柱面。碳纳米管同样也有天然产出的碳晶特性。使纳米碳管成为人们认知的碳原子材料。科学发现自然,自然验证科学。

美国科学家将逻辑与存储芯片结合构建“多层”芯片

  斯坦福大学工程师开发出的四层“多层芯片”原型。底层和顶层是逻辑晶体管,中间是两层存储芯片层。垂直的管子是纳米级的电子“电梯”,连接逻辑层和存储层,让它们能一起工作解决问题。  左边是目前的单层电路卡,逻辑与存储芯片分隔在不同区,通过电线连接。就像城市街道,由于数据在逻辑区和存储区来来回回地传输,

新型可调光纳米晶体可用作防伪材料

  近日,中科院大连化学物理研究所研究员韩克利团队,通过探究铯锰溴纳米晶体的相变过程,实现了纳米材料的光谱可调节过程,并对一系列相变机理进行了详细地研究和探讨。相关研究成果发表在《德国应用化学》上。  因具有较窄的发射光谱,含铅卤化物钙钛矿纳米晶体(NCs)被广泛应用于发光器件的研究,但由于毒性和稳

用微晶体和纳米线来分解水

  科学家们正在寻找一种新的方法,以利用这个世界上最丰富的清洁能源之一:水。  通过纳米晶(又称量子点)与纳米线相结合,科学家们开发了一种新材料,这种新材料有望将水分解成氧和氢燃料,可用于汽车,公交车,船和其它类型的交通工具。  “氢被看作是清洁能源的重要来源,因为水在加热的时候,它是唯一的副产品,

美用纳米晶体制成低压柔韧电路

  一般的集成电路都是印在坚硬硅晶片上,但柔软灵活的电路用途更广。在电子产品无处不在的今天,柔韧性电子设备更符合大众需求,但要找到性能优良、成本低廉的材料,却是一大难题。据物理学家组织网11月26日报道,最近,美国宾夕法尼亚大学研究人员展示了一种硒化镉纳米晶体,能被“印”或“涂”在柔软塑料上,制成多

从机壳到芯片,“全碳化”竞争拉开帷幕

  不少观点都认为,碳纳米管及石墨烯等各种碳类材料将取代现有材料、比如硅,成为电子领域的主角。   硅作为半导体材料,其性能并不高,也曾数度出现过可与之竞争的候补材料,但硅材料总能凭借某些因素而胜出。不过,硅材料也正在接近其真正的极限。最有望成为硅的替代材料的,就是CNT、石墨烯等碳材料。   

苏州纳米所高产率制备单分散银纳米晶体研究获进展

  近年来,由于纳米晶体的光、电、磁、热等优异性质在光电、催化和生物医学等领域的广泛应用,纳米晶体的可控制备技术受到人们的广泛关注。在众多纳米晶体中,纳米银因其广泛应用使得其可控制备尤受关注。但是到目前为止,实现高质量纳米银颗粒的简便、批量合成仍具挑战。   最近,中科院苏州纳米技

日本首次合成碳纳米带

   日本名古屋大学的研究组最近首次成功合成了国际学界60年前理论上提出的筒状碳分子“碳纳米带”。碳纳米带比同样为筒状结构的碳纳米管(CNT)短,用于铸模可获得期望结构的碳纳米管,将促进碳纳米管的迅速普及。该成果发表在4月14日的《科学》杂志的电子版上。   研究组在合成无扭曲带状分子的基础上,设计

Nanotechnology:-纳米生物安全与毒理学研究取得突破性进展

  Nature Nanotechnology (《自然·纳米材料》) 杂志在线发表了国家纳米科学中心陈春英课题组和中国科学技术大学朱涛课题组在纳米生物安全与毒理学研究领域的最新发现:碳纳米管呼吸暴露后的延迟毒性可导致原位乳腺肿瘤的多发性转移,论文题目为“Long-term pulmonary ex

纳米生物安全与毒理学研究取得进展

  6月24日,Nature Nanotechnology (《自然-纳米技术》) 杂志在线发表了中国科学院国家纳米科学中心陈春英课题组和中国科学技术大学朱涛课题组在纳米生物安全与毒理学研究领域的最新发现:碳纳米管呼吸暴露后的延迟毒性可导致原位乳腺肿瘤的多发性转移,论文题目为Long-term p

Nature-Nano:肺部CNT长期暴露促进远端部位的乳腺肿瘤转移

国家自然科学基金项目(批准号:91543206, 81672615, 815022829, 31622026, 31700879, 11425520)等资助下,国家纳米科学中心陈春英课题组和中国科学技术大学朱涛课题组合作在纳米环境暴露与毒理研究方面取得重要进展,发现了碳纳米管呼吸暴露后的延迟毒性对肺

栅极长度仅一纳米的晶体管问世

  在7日出版的《科学》杂志上,一美国研究小组发表论文称,他们利用碳纳米管和二硫化钼(MoS2),成功制出目前世界最小晶体管,其栅极长度仅有1纳米,这一仅是人类发丝直径五万分之一的尺度,远低于硅基晶体管栅极长度最小5纳米的理论极值。   制出更小的晶体管,是半导体行业一直努力的方向,栅极长度则被认为

石墨烯纳米晶体管研制取得进展

   据瑞士联邦材料研究所(EMPA)消息,该所与德国马普学会高分子研究所、美国加州大学伯克利分校合作开展的纳米晶体管研制取得重要进展,使用石墨烯纳米带制成的核心结构大幅度提升了纳米晶体管的性能和成品率,为纳米半导体器件进入实用阶段创造了条件。   石墨烯材料制成的石墨烯纳米带可展示优良的半导体性能

美开发出无缺陷半导体纳米晶体薄膜

  据物理学家组织网8月21日(北京时间)报道,美国麻省理工学院的研究人员利用电子束光刻技术和剥离过程开发出无缺陷半导体纳米晶体薄膜。这是一种很有前途的新材料,可广泛应用并开辟潜在的重点研究领域。相关报告发表在近期出版的《纳米快报》杂志网络版上。   半导体纳米晶体的大小决定了它们的电子和光学性质

新型生物纳米电子晶体管构建成功

  据美国物理学家组织网5月13日报道,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家建造了可由三磷酸腺苷(ATP)驱动和控制的生物纳米电子混合晶体管。他们称,新型晶体管是首个整合的生物电子系统,其将为义肢等电子修复设备与人体的融合提供重要途径。相关研究发布在近期出版的《纳米快报》(

揭秘美国新型纳米晶体:有望用于存储氢燃料

8.净化晶体样本 净化晶体样本 这是实验室的玻璃仪器,用于净化沸石咪唑酯骨架结构晶体的样本。位于底部的被加热的液体在磁环境下经过搅拌,冷液体则被抽进中部的圆柱形玻璃管。净化后的晶体凝结在中部圆柱形玻璃管表面。 9.等待扫描的样本 等待扫描的样本 这些样本“坐”在一张用做便条纸的穿

美用无害纳米硅晶体制造“电子墨水”

  7月30日报道,美国科学家已经克服了由廉价、耐用且无毒的化学材料制成电子设备和太阳能电池的技术障碍。这意味着成本仅几美元的电子触摸板和便宜的太阳能电池离我们更近了。研究发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上。   该研究的合作者之一、明尼苏达大学的机械工程学教授乌维·科特沙根表示:“最新技术让发