纳米器件

在微纳集成器件进一步微型化和集成化的发展趋势下，现有器件特征尺寸已缩小至深亚微米和纳米量级，以突破常规尺寸的极限实现超微型化和高功能密度化，成为近些年来的热点研究领域。微纳结构器件不仅对功能薄膜本身的厚度和质量要求严格，而且对功能薄膜/基底之间的界面质量也十分敏感，尤其是随着复杂高深宽比和多孔纳米结构在微纳器件中的应用，传统的薄膜制备工艺越来越难以满足其发展需求。ALD 技术沉积参数高度可控，可在各种尺寸的复杂三维微纳结构基底上，实现原子级精度的薄膜形成和生长，可制备出高均匀性、高精度、高保形的纳米级薄膜。

使用英国Litron公司Nano T 135-15 PIV型激光器做光源，用LaVision imager intense相机做成像器件，对1立方分米尺寸正方体内纳米流体的湍流和自然对流流动进行了测量，获得了重要的流场速度场结果。

本仪器采用 3ω测试方法， 利用微/纳米薄膜材料导热引起加热器电信号的变化来检测其热导率。主要应用范围为微/纳米薄膜材料的热导率测量，可广泛应用于辅助各种功能薄膜材料的研究与开发，其涵盖范围包括高等院校及科研院所、集成电路散热材料、航空航天材料、热电材料与器件、信息存储与光电器件。

3D打印纳米级光学级玻璃的创新无烧结低温路线通过引入多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）树脂，结合双光子聚合（TPP）技术和飞秒激光加工，实现了在650°C低温下直接形成高质量熔融二氧化硅。该技术突破了传统高温烧结的限制，解决了石英玻璃在微纳米尺度上的加工难题，为微系统技术的发展提供了新思路。实验证明，该技术能够制造高精度、复杂的三维纳米结构，满足纳米光子器件对精度和表面质量的高要求。

ARMS 在超表面及纳米天线研究中的应用。相比于传统的光学元件，超表面能够在亚波长尺度的表面创建相位面。通过超表面的设计，可以实现偏振转换、异常反射以及完美吸收等诸多功能，为超薄纳米光致偏振元件的发展铺平了道路，如异常光偏转器、透镜、波片、全息图、涡旋光束发生器、光波导器件等。

相比传统传热工质，固体纳米颗粒悬浮液具有更高的导热系数，相变微/纳米胶囊悬浮液因其芯材相变过程中能够吸收/释放大量潜热而具有更高的比热容。将这两类悬浮液作为工质用于太阳能、制冷空调、建筑、电子器件、航空航天等领域，能够达到强化换热的目的，具有广阔应用前景。众所周知，工质导热系数越高、比热容越高，其传热效果越显著。因此，相关纳米颗粒悬浮液研究多是通过增大颗粒质量浓度，相关相变胶囊悬浮液研究多是通过增大胶囊质量浓度，以达到传热的强化目的。然而，增大浓度的手段同时会带来以下两个问题：1)良好的分散稳定性是传热工质能够应用于实际的重要前提，然而高浓度的纳米颗粒、相变胶囊悬浮液的分散稳定性难以得到保障；2)增大纳米颗粒、相变胶囊浓度，其悬浮液的导热、比热容增大的同时，黏度也会增大，引起功耗问题，额外功耗的产生甚至会抵消掉纳米颗粒、相变胶囊的传热强化效果。因此，本文尝试将片状二氧化钛(TiO2) 纳米颗粒、球状相变纳米胶囊(NEPCM)混合形成二元纳米悬浮液，以期获得分散稳定性能优良的新型传热工质。

使用珀金埃尔默NexION 350 ICP-MS上的Syngistix纳米应用模块以及超快速数据采集电子器件，对市售的3中营养补充剂中的纳米银颗粒进行了测定。单粒子的ICP-MS能实现分析物的溶解离子和颗粒形式之间的分离和定量。在一次分析中，颗粒成分，浓度，尺寸和尺寸分布，均可直接进行测定。SP-ICP-MS技术的使用已经扩展到其它元素-以及未来的消费产品-再进入视频分析，生物流体和环境中纳米颗粒机遇的研究。

半导体纳米金属线，因其物理特性可控，所以未来有望应用于光学器件上。尤其是异相聚合机构或者核壳结构的材料，富有多重物理特性，应用范围也会变得更广泛。图1是化合物半导体核壳结构纳米金属线的SE/STEM观察结果。图1(a)是二次电子图像显示了纳米金属线的表面形貌。图1(b)(c)的BF-STEM/DF-STEM图像，可以清楚观察到纳米金属先端的内部构造，可以确认核，内壳层和外壳层的三层结构。图2是化合物半导体核壳结构纳米金属线的EDX面分布。核壳层和外壳层检测到Ga和As，内壳层检测到Al和As，能够清楚地分离出三层的结构的各种成分分布。SU9000与大立体检测角的X-MaxN 100TLE相结合，可实现超高空间分辨率的EDX面分布。

自1991年碳纳米管被发现以来，就吸引了众多科学家和研究学者的注意。根据其手性参数的不同，碳纳米管既可呈金属又可呈半导体的性质。由于单壁和多壁碳纳米管独特的结构、力学性能和电学性能，使其在材料和器件方面有着广泛的应用。本论文主要对碳纳米管膜的电学性质、压阻效应和电化学性质进行了研究。本论文首先讨论了对碳纳米管的不同酸处理方法，并用透射电镜图和傅立叶红外谱表征了处理前后的碳纳米管，结果发现经过酸处理后的碳纳米管的端头被打开，并接上了羧基，成为羧基修饰的碳纳米管。文章对不同管径的碳纳米管膜电阻率随温度的变化进行了测定，发现所有这些碳纳米管膜电阻率均随温度的上升而呈下降趋势，即表现出非金属性。建立了碳纳米管膜的导电模型，其电阻率随温度的变化趋势与实验相符合。计算了碳纳米管膜的激活能，结果表明，碳纳米管膜的激活能随着管径的增加而减小。该研究对碳纳米管膜的应用有很好的指导意义。对碳纳米管膜的压阻效应进行了实验研究。研究表明，未处理的和经化学处理的碳纳米管膜相比，在相同的应变下，经化学处理的碳纳米管膜的电阻变化要大于未处理的碳纳米管膜的电阻变化；而对不同管径的多壁碳纳米管膜的研究发现，在相同的应变下，管径越小，电阻相对变化率就越显著。压阻因子K和应变的关系并没有显示出很好的规律性，在相同的温度下，未处理的碳纳米管膜的压阻因子在开始的时候随着应变的增加迅速增大，而后又逐渐减小。然而经化学处理后的碳纳米管膜的压阻因子随应变增加一直增大，两个样品的压阻因子随温度的升高也有很大的增加；在室温下对不同管径的多壁碳纳米管膜的压阻效应的研究发现，管径较小的碳纳米管膜与管径较大的相比具有更好的压阻效应，文中还对压阻效应的机制进行了详细的讨论。采用硝酸处理的方法实现了对氮掺杂碳纳米管的羟基修饰，使其具有化学活性，碳纳米管电化学性质主要决定于碳纳米管膜活化能和碳纳米管表面的官能团两个重要因素。碳纳米管的微孔道结构和端头的活性基团对多巴胺的氧化有很强的催化作用。正是由于这些催化作用，碳纳米管电极可用于在微量多巴胺与大量抗坏血酸共存下的检测等，并表现出很高的灵敏性和选择性。

纳米技术的发展将对各个行业领域产生重要影响。由于纳米颗粒 (NP) 的理化性质较为新颖，它们的许多环境归宿和毒理学性质仍然不为人知。因此，人们对一种能够快速、准确而灵敏地完成各种类型样品中纳米颗粒表征与定量的技术的需求也日益增长。ICP-MS 技术中称作单颗粒 ICP-MS (sp-ICP-MS) 的方法可用来测定单个纳米颗粒。该方法在一次快速分析中可同时测定纳米颗粒的粒径、粒径分布、元素组成和计数浓度。我们对 ICP-MS 硬件和软件的最新升级进一步改善了这一技术。安捷伦针对 ICP-MS MassHunter 软件开发出一种专用的单纳米颗粒应用模块 (G5714A)，可简化使用 Agilent 7900 ICP-MS 进行 sp-ICP-MS 分析的过程。7900 ICP-MS 系统使用短驻留时间（1 ms 以下）和快速时间分辨分析 (TRA) 模式，能够在快至 100 ?s 的采样速率下完成单元素采集，且无需稳定时间。该方法在单颗粒信号脉冲期间可进行多次测定，显著降低了相邻颗粒信号重叠的风险。该方法的另一优势在于可使用较低的样品稀释比例和更短的样品采集时间。sp-ICP-MS 分析产生的海量数据可由单纳米颗粒应用模块管理并处理。本文利用金 (Au) 和银 (Ag) 纳米颗粒参比标样对配备单纳米颗粒应用模块的 Agilent 7900 ICP-MS 性能进行了评估。

纳米技术的发展将对各个行业领域产生重要影响。由于纳米颗粒 (NP) 的理化性 质较为新颖，它们的许多环境归宿和毒理学性质仍然不为人知。因此，人们对一 种能够快速、准确而灵敏地完成各种类型样品中纳米颗粒表征与定量的技术的需 求也日益增长。ICP-MS 技术中称作单颗粒 ICP-MS (sp-ICP-MS) 的方法可用来 测定单个纳米颗粒。该方法在一次快速分析中可同时测定纳米颗粒的粒径、粒径 分布、元素组成和计数浓度 [1-3]。我们对 ICP-MS 硬件和软件的最新升级进一 步改善了这一技术。 安捷伦针对 ICP-MS MassHunter 软件开发出一种专用的单纳米颗粒应用模 块 (G5714A)，可简化使用 Agilent 7900 ICP-MS 进行 sp-ICP-MS 分析的过程。 7900 ICP-MS 系统使用短驻留时间（1 ms 以下）和快速时间分辨分析 (TRA) 模式，能够在快至 100 μs 的采样速率下完成单元素采集，且 无需稳定时间。该方法在单颗粒信号脉冲期间可进行多次 测定，显著降低了相邻颗粒信号重叠的风险。该方法的另 一优势在于可使用较低的样品稀释比例和更短的样品采集时 间。sp-ICP-MS 分析产生的海量数据可由单纳米颗粒应用 模块管理并处理 [4]。 本文利用金 (Au) 和银 (Ag) 纳米颗粒参比标样对配备单纳 米颗粒应用模块的 Agilent 7900 ICP-MS 性能进行了评估。

在医药领域中，通过化学合成方法来制备活性药物是药物研发的最常用方法。但通常这些合成药物大约有60%存在溶解性和低生物利用度问题而限制了药物的使用。如抗精神病药物Aripiprazole（阿立哌唑纳）是一种弱碱性物质，药效好，但为pH依赖性溶解，一般口服制剂难以发挥疗效。本研究采用纳米沉降/酸碱中和均质法制备aripiprazole纳米悬浮液，通过B90纳米喷雾干燥技术制备纳米颗粒，提高了aripiprazole药物的溶出度和口服生物利用度。纳米微粒极大的增加了药物的溶解性能，采用B90制备的纳米颗粒粒径分布均一，多分散指数（polydispersion index）值为0.25，平均粒径为357nm

日前，由英国著名的薄膜沉积设备制造商Moorfield Nanotechnology公司生产的套纳米颗粒与磁控溅射综合系统在奥地利的莱奥本矿业大学Christian Mitterer教授课题组安装并交付使用。该设备由MiniLab125型磁控溅射系统与纳米颗粒溅射源共同组成，可以同时满足用户对普通薄膜和纳米颗粒膜制备的需求。

石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，由于其具有优异的导电、导热、硬度等性能，成为现代的热门功能材料。碳纳米管（CNT）是一种新型的碳素材料，由呈六边形排列的碳原子构成数层至数十层的同轴圆管，层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2-20nm。石墨烯和碳纳米管具有非常优良的物理化学性质，由于石墨烯和CNT间的协同效应，使得CNT/石墨烯复合材料的导电性，机械性等性能得到增强。近年来随着其制备方法日趋成熟，在制备光电器件，储能电池，电化学传感器等领域的应用也逐渐成熟和广泛。

微纳米气泡是指液体中存在的直径在100nm-100μ m之间的气泡，是通过专用的气泡发生器产生的。含有微气泡的水具有很多奇特的功效：用微纳米气泡养鱼能提高产量，用微纳米气泡栽培或灌溉能促进作物生长，微纳米气泡浴能有清洁、镇静和愉悦身心的效果，向污水中注入微气泡能加速水体及底泥中污染物的生物降解过程，实现水质净化。但是，微纳米气泡的粒度分布决定了它的性能，准确测试微纳米气泡的粒度，对验证微纳米气泡发生器的效能、评价微纳米气泡的效果至关重要。那么，怎样测试微纳米气泡的粒度呢？

该实验演示了一种新的探针逼近方式——力挠曲谱线方式测量纳米线及纳米管的杨氏模量的方法。原子力显微镜应用

碳纳米管以其独特的结构和优异的性能，在纳米、生物、能源、催化、电子材料等领域有很大的应用潜力。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来；目前碳纳米管的合成和应用已经成为材料科学研究的前沿热点。然而，由于其分散性以及与基体材料的相容性问题制约着碳纳米管材料的发展；为解决这两个问题，很多科研工作者致力于碳纳米管表面改性的研究，以提升其分散性和相容性。XPS作为一种表面分析技术，由于其表面敏感性，这就使XPS成为碳纳米管研究过程中一种必不可少的研究手段。本文通过ESCALAB Xi+对改性前后的碳纳米管进行检测分析，探索不同改性工艺获得的改性碳纳米管的结构与组成信息，文章中将详细介绍如何利用XPS准确的获得材料表面组成和化学态信息。

阿米精控科技（山东）有限公司专注于纳米运动控制及超精密机电系统领域的创新设计及产品研发，是一家集研发设计、制造、销售于一体，拥有全自主知识产权的微纳测控及超精密自动化“系统级硬科技”公司。阿米精控纳米运动平台基于微纳柔性机构和压电执行器实现超高分辨力纳米运动，内置光栅/电容微位移传感器，通过高性能纳米伺服系统实现闭环控制，具有亚纳米级运动分辨率、纳米级运动精度和高速、高动态轨迹扫描功能。

耦合ISS的SMT系统到奥林巴斯共焦显微镜，激光扫描成像基于反馈算法，在扫描期间，根据要成像的物体的形状，连续地调整和确定激光束跟随的路径。该算法将激光光斑移动到离物体表面一定距离的位置，由于激光光斑的位置和离物体表面的距离是已知的参数，所以利用这些参数来重建物体的形状。三维细胞结构可以在几秒钟内分辨率达到20-40纳米，精度为2纳米。

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微纳米气泡因其自身体积小、比表面积大、自身增压溶解等特点，具有广泛的应用价值。但微纳米气泡受气泡发生条件的影响很大，需要依靠准确的检测方法去优化气泡发生条件，检测微纳米气泡的性质。本文借助动态图像法和纳米颗粒跟踪分析技术，分别检测了微米气泡和纳米气泡：通过动态图像法，测得微米气泡的粒径分布、气泡数量、球形度等信息，用于表征、鉴别微米气泡；通过纳米颗粒跟踪分析技术，测得纳米气泡的粒径分布、浓度、电位等信息，用于全面表征纳米气泡的性质。

纳米粒子尺寸一般在1到100纳米，被广泛的应用于诸如催化剂，吸附剂，光电子材料，过滤材料，药物载体等。具有特异性功能的纳米材料逐渐被研发，而它对人体健康的潜在危害也是我们研究的对象。 QCM-D 提供了一种独到的，在气相和液相中研究纳米粒子的方法。工程化纳米粒子比如金属，陶瓷，高分子纳米粒子等，这些材料不论从物理性质还是化学性质都会和宏观尺度的材料有区别。

是德科技纳米压痕测试的主要优点是将载荷控制在纳牛量级，同时压入深度控制在纳米量级，且样品表面的定位能力也可以被精确控制在几十纳米到亚微米量级，所有这些因素决定了该设备非常适合钢铁材料中各种相组织的力学性能测量。

反相微乳液法是制备荧光纳米粒子的经典方法，其优点是制备的纳米粒子单分散性良好、粒径均一，但多数荧光发射性能较强的染料境外为油溶性分子，因此研究负载油溶性荧光分子的二氧化硅纳米粒子的制备方法及其光学性能对于发展高灵敏度的荧光纳米探针具有重要意义。

脂质纳米粒（Lipid Nanoparticles）作为一种高效、安全的药物递送体系，已经被各大企业及科研院所广泛研究，成为近年来发展最为迅速的制剂剂型之一，由于其制备过程需要进行特殊的工艺化定制，故而脂质纳米粒类制剂也被称为“高端复杂注射剂”。脂质纳米粒的制备过程中，其粒径控制是脂质纳米粒制备过程中的基础，因为粒径的大小和分布情况对药品后续的稳定性、包封率都具有非常重要的影响。

随着纳米微粒在消费品中的使用越来越广泛，人体与纳米微粒的接触与迁移也越来越受到关注，并由此带来一个问题：消费品中的纳米微粒会迁移到人体中吗？人们主要通过身体接触来与这些产品发生互动，所以有必要了解纳米微粒是如何通过身体接触实现向人体迁移的。本文探讨了纳米材料表面上的纳米微粒如何迁移到抹布上，并集中讨论了纳米微粒释放的几大特征：总质量浓度、微粒数量浓度及微粒尺寸分布。我们检测了因抗菌性而被广泛使用的银纳米微粒，及油漆涂层表面的氧化铜纳米微粒的迁移情况。

碳纳米管(CNTs)是具有圆柱形纳米结构碳的同素异形体。由CNTs构成的复合材料展示了有趣的和新颖的特性，这使得它们可以应用于多个领域，如材料科学、电子，光学或其他领域等。聚合物/多壁碳纳米管的复合材料可以使用SAXSess mc² 进行测量。 碳纳米管的内部结构可以通过碳纳米管横截面的电子密度分布计算得出。

本文从扫描电镜二次电子像成像原理出发，分析用扫描电镜测量纳米尺度时可能出现的成像误差。重点分析了《成份边界的成像误差》，并提出了减小成份边界成像误差的方法。分析了《台阶的成像误差》也提出了减小台阶成像误差的方法。同时提请纳米测量者注意《渐变边界的成像误差》。在讨论中提出：在纳米测量中，应尽量避免用边界作为测量的标记点或标记线；纳米标准器具，更应避免用边界作为标记点或标记线；最好用成份细线的中心点或中心线作为标记点或标记线；其次是用小颗粒的中心点，细刻线的中心线作为标记点或标记线。为研究纳米标准器具提出了技术方向。

M.Eisele等人结合Neaspec公司的散射式近场光学成像技术（NeaSNOM)与超快太赫兹光源研究了光致激发的单根砷化铟纳米线表面的受到时间影响的介电函数性质。该实验的太赫兹光谱同时达到了10纳米的空间分辨率与10飞秒的时间分辨率。纳米线随着泵浦延迟与电光采样延迟的电场强度被具体表征。实验结果可以与德鲁特模型模拟结果合理吻合。因此，作者揭示了纳米线中耗尽层的超快（小于50飞秒）形成机制。作者预见这种纳米超快傅里叶变换太赫兹光谱方法可以能够应用于物理、化学和生物变化过程中的超快机制的研究。

微纳米气泡的出现及其不同于普通气泡的特点，使其在水处理等领域显现出优良的技术优势和应用前景,介绍了微纳米气泡以及其比表面积大、停留时间长、自身增压溶解、界面电位高、产生自由基、强化传质效率等特点，论述了微纳米气泡在水体增氧、气浮工艺、强化臭氧化、增强生物活性等环境污染控制领域的应用研究。引 言微米气泡(microbubble)通常是指存在于水中直径为10～50μ m的微小气泡，直径小于200nm的超微小气泡称为纳米气泡(nanobubble)，介于微米气泡和纳米气泡之间的气泡称为微纳米气泡(micro-nano bubble)，与传统大气泡(coarse bubble，直径50mm)和小气泡(fine bubble，直径5mm)相比，微纳米气泡直径小，其传质特性和界面性质均显著不同于传统大气泡。