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光学的“纳米尺度”进化,将拉开“消费光子”的序幕

目前最为可行的发展方式,是融合光学与半导体工艺,用半导体的思路做纳米级光元件。图片来源网络 单个晶体管到集成电路的进化,直接了促成人类信息革命的爆发,拉开了消费电子的序幕,造就了近50年来无数的科技奇迹和无数伟大的企业。基于对半导体行业长期发展的统计,半导体行业归纳出了所谓的“摩尔定律”——集成电路上可容纳的晶体管数量大约每隔18个月便会增加一倍,性能也随之翻倍。 但伴随着摩尔定律走向极限,摩尔定律正画出一条完美的“S曲线”走向天花板:电芯片的工作原理,是通过操纵器件(晶体管、电阻器以及电容等)中的电子来传递信息。但当器件达到纳米级时,电子产生隧穿效应,使得电子不容易受控,这对器件来说是致命打击。所以有专家称,操纵电子的极限已经逐步来临,不能再单纯通过缩小器件尺寸、提升集成度来增强性能。 和电子不同,光子具备并行、高速的特性。光路在空中交叉传输又互不干扰,同时光计算具有天然的并行性,可以在一个时段内同时进行多路计算,......阅读全文

分子技术快速检测食品有害微生物

食品污染大多数是因为病原微生物引起的,传统的检验病原体的方法主要依靠具体的微生物学和生物化学免疫识别技术,比如培养基方法、分子生物学方法和免疫技术检测,这些方法都能定量定性分析病原体,但它们耗时、花费大,且需要专业的技术人员。而新的分子技术如生物传感器、微阵列、电子鼻子和纳米装置等能更快更准确地检测

我国在大直径半导体碳纳米管手性结构实现宏量分离

  从概念上讲,碳纳米管是由石墨烯卷曲形成的一维管状分子,它不仅具有石墨烯优异的力学、热学性能以及极高的载流子迁移率等特点,而且具有结构可调的能隙结构,表现出优异的电子以及光电子特性,是制备高速、低功耗、高集成度电子和光电子集成回路的理想材料。相对于传统的Si基半导体器件,碳纳米管电子器件的能效能够

量子点:现状、机遇和挑战(一)

化学系教授彭笑刚“以新型量子点为基础,通过与浙大材料系金一政副教授小组和纳晶科技公司合作,我们已经看到了第一个带有颠覆性意义的量子点应用。那就是性能优异的‘量子点LED’(QLED)。”深重的自然资源危机我认为,量子点是现代科学的重要前沿。为什么这么说?2002年,《美国科学院院刊》有一篇文章,做了

《麻省理工科技评论》35位中国科技青年入选英雄榜!

  《麻省理工科技评论》于 2016 年正式落地中国,次年,“35 岁以下科技创新 35 人” (Innovators Under 35)中国榜单正式发布!四年成长、四届榜单,我们持续关注和发掘中国科技发展中不断崛起的新兴力量。从实验室里最新的技术研发成果,到各前沿领域的科技创业者们所取得的里程碑式

量子点材料将改善LED 为照明产业做贡献

  量子点属于一大类新材料——溶液纳米晶中的一种。溶液纳米晶具有晶体和溶液的双重性质,量子点是其中马上具有突破性工业应用的材料。  与其他纳米晶材料不同,量子点是以半导体晶体为基础的。尺寸在1~100纳米之间,每一个粒子都是单晶。量子点的名字,来源于半导体纳米晶的量子限域效应,或者量子尺寸效应。当半

国家自然科学二等奖:做艰深但好玩的科学

  彭练矛带领团队完成的项目获得了今年国家自然科学二等奖(一等奖空缺)。虽然项目听起来非常艰涩,叫做“定量电子显微学方法与氧化钛纳米结构研究”,但其实“好玩”得很。  有人比喻,1纳米等于十亿分之一米,如果把一个1纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一样。  “在纳米尺度,许多

量子点材料:现状、机遇和挑战

  量子点属于一大类新材料——溶液纳米晶中的一种。溶液纳米晶具有晶体和溶液的双重性质,量子点是其中马上具有突破性工业应用的材料。  与其他纳米晶材料不同,量子点是以半导体晶体为基础的。尺寸在1~100纳米之间,每一个粒子都是单晶。量子点的名字,来源于半导体纳米晶的量子限域效应,或者量子尺寸效应。当半

拉曼光谱学——分子结构研究的方法

  拉曼光谱是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。现在,拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域,对于纯定性分析、高度定量分

聚焦离子束系统知多少?

纳米科技是当今国际上的一个热点。纳米测量学在纳米科技中起着信息采集和分析的不可替代的重要作用,纳米加工是纳米尺度制造业的核心,发展纳米测量学和纳米加工的一个重要方法就是电子束,离子束技术。近年来发展起来的聚焦离子束纳米加工系统用高强度聚焦离子束对材料进行纳米加工,结合扫描电子显微镜实时观察,开辟了从

福建物构所半导体纳米异质结光催化材料研究取得进展

    不同反应阶段SnO2/α-Fe2O3半导体异质结的SEM图(a)反应30分钟;(b)反应100分钟;(c)反应120分钟;(d)反应180分钟  异质结通常由两种不同的半导体单晶材料通过异质外延生长复合而成,具有不同于单一半导体的理化特性。由于纳米效应,纳米尺度的半

苏州纳米所发表碳纳米管纤维研究综述

  碳纳米管是一种潜力巨大的超级材料,是构建未来超强结构和碳基半导体器件的理想核心基础材料。将碳纳米管组装成宏观体(如纤维、薄膜和泡沫等)是实现碳纳米管宏量应用的重要途径之一。碳纳米管纤维是碳纳米管的一维连续组装体,其不仅可以单独使用,而且可以通过编织形成二维薄膜或者三维编织结构,成为最受关注的碳纳

燃起“纳米火”的普罗米修斯

  国家“千人计划”专家胡志宇的办公室里,爱因斯坦在海报中调皮地“吐”着舌头“说”:“想象力比知识更重要!”墙对面,“天道酬勤”的书法遒劲有力。书橱里摆放着胡志宇在美国学习、工作期间荣获的嘉奖和荣誉,包括美国能源局局长的亲函嘉奖。胡志宇看着爱因斯坦像说:“超富想象力、对自然的好奇心和对人类生活水平提

谁将改变我们的生活?盘点十项具有变革潜质的前沿技术

  你开着混动汽车,通过导航仪找到了特色参观,你在坚固温暖的房子里用手机查看着一周的天气预报,你足不出户就能通过电商买到国外的牛奶,你坐在影院里一边吃着爆米花一边看着最新的3D大片……  虽已习以为常,但我们的生活已确实都被这些曾经的先进技术改变了。在2015年的关口猜想,下一次是谁要改变我们?  

微纳尺度表征的俄歇电子能谱新技术

随着纳米结构材料的广泛应用,新型微纳尺度表征技术成为纳米科学技术的重要组成部分。发展在纳米尺度下的各种检测与表征手段,以用于观测纳米结构材料的原子、电子结构,和测量各种纳米结构的力、电、光、磁等特性,日益引起人们的重视。针对目前广泛使用的各种光子谱技术、X射线衍射和精细吸收谱、高分辨的电子显微术等技

王中林研究组创立压电电子学和压电光电子学

  王中林是中国科学院外籍院士、美国佐治亚理工学院董事教授。据佐治亚理工学院新闻中心报道,王中林小组发明了一种基于压电效应的新型纳米电子逻辑器件。这种逻辑器件的开关可以通过外加在氧化锌纳米线上的应力所产生的电场调控,进而实现基本和复杂的逻辑功能;这是他开创的压电电子学(Piezo

固态纳米孔:下一代DNA测序技术原理、工艺与挑战

  科学通报,中国科学C辑:生命科学,这两份期刊均是由中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的,我国学术期刊中的知名品牌,被国内外各主要检索系统收录,如国内的《中国科学论文与引文数据库》(CSTPCD)、《中国科学引文数据库》(CSCD)等;美国的SCI、CA、EI,英国的SA,日本的《科技文献

新技术有助大规模生产彩色发光二极管

  一个国际科研小组在美国《科学进展》杂志上报告说,他们发明了一种简便而经济的新方法,能按需要制造不同尺寸的半导体纳米晶体,有助实现下一代彩色发光二极管的工业化大规模生产。  德国慕尼黑大学等机构的研究人员发现,对于发光二极管中用到的半导体,在纳米尺度上,改变半导体晶体的尺寸,可让它们发出不同颜色的

新型光催化还原净水材料可除致癌离子

  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室环境功能材料研究部研究员李琦及其研究团队发展出一种高效光催化还原净水材料,无需加入空穴牺牲剂即可在可见光下高效去除饮用水中常见的致癌阴离子溴酸根。相关研究结果发表于《应用催化B:环境》。  为了提升光催化还原反应的效率,通常需要在反应体系中

金属所新型光催化还原材料研究获进展

  自20世纪70年代以来,光催化技术由于在解决人类面临的能源危机和环境污染上的巨大潜力而受到广泛关注。光催化反应中,半导体光催化材料(如TiO2)吸收光被激发,产生光生电子和空穴;光生电子和空穴迁移到材料表面后,既可以发生氧化反应,也可以发生还原反应。以光生电子为主导的光催化还原反应能够有效去除水

新型光催化还原净水材料可除致癌离子

  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室环境功能材料研究部研究员李琦及其研究团队发展出一种高效光催化还原净水材料,无需加入空穴牺牲剂即可在可见光下高效去除饮用水中常见的致癌阴离子溴酸根。相关研究结果发表于《应用催化B:环境》。  为了提升光催化还原反应的效率,通常需要在反应体系中

终结者液体金属人再现:纳米世界里常温金属当面团揉

  在科幻大片《终结者》系列中,常常出现这样的场面:阿诺德施瓦辛格掏出霰弹枪朝液体机器人射击,巨响过后,身体和脑袋被打穿了数个大窟窿的液体机器人又慢慢恢复了原形。真是打不死的“小强”!  这真的是遥远的明日科技吗?还是就在我们身边发生的事实?  东南大学孙立涛教授研究团队发现,在极小的纳米尺度下(小

扫描探针纳米加工技术的现状与发展趋势

      在资讯高度发达的今天,信息呈爆炸式增长。对如此众多的信息怎样实现检测、转换、传输、存储和处理成为人们关注的重要问题。在过去的五十年里,晶体管的特征尺寸已按Moore定律由1cm降低到目前的近0.1μm,如今最新型的微处理器集成了4000多万个晶体管,到201

金属所研制出窄带隙分布半导体性单壁碳纳米管

  单壁碳纳米管(SWCNT)因碳原子排布方式不同可表现为金属性或半导体性,其中半导体性SWCNT具有纳米尺度、良好的结构稳定性、可调的带隙和高载流子迁移率,被认为是构建高性能场效应晶体管的理想沟道材料,并可望在新一代柔性电子器件中获得应用。然而,金属性和半导体性SWCNT的结构和生成能差异细微,通

首个半导体线宽检测国际标准发布

  近日,国际标准化组织(ISO)正式发布了微束分析领域中的一项国际标准:“基于测长扫描电镜的关键尺寸评测方法”,该标准由中国科学技术大学物理学院和微尺度物质科学国家研究中心丁泽军团队主导制定,是半导体线宽测量方面的首个国际标准,也是半导体检测领域由中国主导制定的首个国际标准,该标准的发布有助于促进

国际标准化组织正式发布一项微束分析领域国际标准

  近日,国际标准化组织(ISO)正式发布了微束分析领域中的一项国际标准:“基于测长扫描电镜的关键尺寸评测方法”,该标准由中国科学技术大学物理学院和微尺度物质科学国家研究中心丁泽军团队主导制定,是半导体线宽测量方面的首个国际标准,也是半导体检测领域由中国主导制定的首个国际标准,该标准的发布有助于促进

IBM新型碳纳米管芯片:单芯片上制造上万晶体管

        美国IBM公司使用标准的主流半导体工艺,将一万多个碳纳米管打造的晶体管精确放置在了一颗芯片内,并且通过了测试。多年来,我们的芯

胶体量子点太阳能电池转化效率创纪录

  据美国物理学家组织网9月18日报道,一个国际科研团队在最新一期的《自然·材料学》杂志上撰文指出,他们使用无机配位体替代有机分子来包裹量子点并让其表面钝化(不易与其他物质发生化学反应),研制出了迄今转化效率最高(达6%)的胶体量子点(CQD)太阳能电池。   吸光纳米粒子量子点是纳

上海硅酸盐所碳纳米管/Cu2Se杂化热电材料研究取得进展

  热电转换技术利用半导体材料的塞贝克(Seebeck)效应和帕尔贴(Peltier)效应,实现热能与电能直接相互转化,具有系统体积小、可靠性高、不排放污染物质、有效利用低密度热量等特点,在很多领域被广泛应用。近年来,以skutterudite、half-Heusler、类液态材料等为代表的单相热电

纳米纸开辟“魔法”未来

透明、可弯曲、可降解的纳米纸晶体管(照片由同济大学提供)。 像纸一样薄的碳纳米缆绳的强度,就足以支撑起一架“太空电梯”。   近日,一些有关“纳米纸”的报道,引起许多人的兴趣。比如有报道称,浙江大学的科学家制作出一种新型“纳米纸”,这种材料还能与多种化学分子结合,制造出不同用途的新材料,实现抗菌

纳米艺术:微境之美

  看到旁边的图片,千万别以为是哪个抽象主义艺术家的后现代之作。完成这些的,全是正儿八经的科学家。   这些“艺术画”是不能用肉眼“看到”的,只能借助特殊的手段“捕捉”,因为它们实在太小了,是用“纳米”作为计量单位的。   1纳米,仅相当于10个氢原子排列的长度。如果将一个典型纳米颗粒放