微纳器件声子调控(2012jdgz04)


项目来源 教育部高校青年教师跟踪项目 起讫时间 2012-6~2016-10
项目经费 30万元 项目类别 纵向项目
承担角色 负责人 项目状态 已完成
项目优势
技术优势
可行性
项目简介
第一,一种计算非周期、轴向梯度成份竹节型硅锗纳米线热导率的方法。对于沿轴向梯度成份竹节型硅锗纳米线,由于无周期性其声子色散关系不能由晶格动力学和第一性原理得到。分子动力学也无能为力。为此,构建赝原胞,利用谐振子和修正的晶格动力学得到了其声子色散关系,并计算热导率。发现热导率随纳米线长度有κ∽l 0.8 规律。此法简单,更最重要的是对非周期系统热导研究提供了一种可行的方法。[Euro. Phys. J. B 90, 199 (2017).]
第二,轴向梯度成份硅锗纳米线中反常节的拉曼光谱表征。用球差透射电子显微镜对纳米线中的节进行表征非常困难,而且会破坏其结构,改变电子能带。为此,采用共焦拉曼光谱,一种方便、廉价、且无破坏性方法来表征具有轴向梯度成份纳米线中的反常节。并用TEM原子能谱成份证实。 [Appl. Phys. Lett. 105, 101902 (2014).]
第三,氧化锌纳米线镓离子注入减小热导率,增大电导率。测量了室温下Ga+植入的单根ZnO纳米线电导率和热导率。结果表明,Ga+植入增加电导率一个数量级,减小热导率一个数量级。而直径减小一半 ,其热导率只减小一半。因此,Ga+植入是一种有效减小热导率、增加电导,从而提高热电性能的方法。[AIP Adv. 4, 057128 (2014).]
第四,拓扑线缺陷石墨烯纳米带中声子局域、边界和呼吸模式。我们给出了拓扑线缺陷石墨烯纳米带Γ点所有振动模式。找出缺陷处的声子局域、呼吸和边界模式。局域模式对纳米带宽度不敏感。拉曼D’ 模起源于一个局域模式1622 cm−1。边界模与结构对称性有关,而与宽度无关。呼吸模与纳米带的宽度有关。利用这些模式可实现对热的操控和单声子存储等。[Eur. Phys. J. B 86, 344 (2013)]
第五,柔性透明基底上极端可拉伸全碳纳米管场效应管。碳纳米管能容忍大于20%的应变;研究中应变只到5%;而柔性电子器件要求应变远大于5%。为此,在柔性极端可拉伸透明基底上制备了单壁碳纳米管薄层,测量其泊松比为0.31。然后制作了全碳纳米管构成的优秀柔性三极管;应变22.5% 时,其电阻变化小于5%,电流开关比~50,电子迁移率 ~24 cm2 V-1 s-1,可见光波长透光率达75%。[Appl. Phys. Lett. 105, 143504 (2014)]
第六,提出了一种简单、方便易行的在空气中测量纳米线热导率的一种方法。并测量InAs纳米线热导率,验证方法的可行性。研究发现InAs纳米线热导率随直径增大而增加。[Nano-Micro Lett. 6, 301-306 (2014).被引用8次]
第七,给出原位二硫化钼热导测量,发现二硫化钼的热导率可以从晶态到无定型之间连续调控到所需值。并发现一个晶态-无定型相变。此方法和结果为热电、光电和能量获取等应用提供了指导,有利于进一步提高热处理器件的尺寸和集成度。(Nanoscale, Accepted).