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Silicon-based nanomaterials for lithium-ion batteries 被引量:17
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作者 YIN YaXia WAN LiJun GUO YuGuo 《Chinese Science Bulletin》 SCIE CAS 2012年第32期4104-4110,共7页
Silicon-based nanomaterials have been of scientific and commercial interest in lithium-ion batteries due to the low cost,low toxicity,and high specific capacity with an order of magnitude beyond that of conventional g... Silicon-based nanomaterials have been of scientific and commercial interest in lithium-ion batteries due to the low cost,low toxicity,and high specific capacity with an order of magnitude beyond that of conventional graphite.The poor capacity retention,caused by pulverization of Si during cycling,triggers researchers and engineers to explore better battery materials.This review summarizes recent work in improving Si-based anode materials via different approaches from diverse Si nanostructures,Si/metal nanocomposites,to Si/C nanocomposites,and also offers perspectives of the Si-based anode materials. 展开更多
关键词 纳米材料 锂离子电池 纳米复合材料 纳米结构 SI基 商业利益 循环过程 研究人员
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Metal-assisted chemical etching of silicon and the behavior of nanoscale silicon materials as Li-ion battery anodes 被引量:6
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作者 William McSweeney 《Nano Research》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第5期1395-1442,共48页
This review outlines the developments and recent progress in metal-assisted chemical etching of silicon, summarizing a variety of fundamental and innovative processes and etching methods that form a wide range of nano... This review outlines the developments and recent progress in metal-assisted chemical etching of silicon, summarizing a variety of fundamental and innovative processes and etching methods that form a wide range of nanoscale silicon structures. The use of silicon as an anode for Li-ion batteries is also reviewed, where factors such as film thickness, doping, alloying, and their response to reversible lithiation processes are summarized and discussed with respect to battery cell performance. Recent advances in improving the performance of silicon-based anodes in Li-ion batteries are also discussed. The use of a variety of nanostructured silicon structures formed by many different methods as Li-ion battery anodes is outlined, focusing in particular on the influence of mass loading, core-shell structure, conductive additives, and other parameters. The influence of porosity, dopant type, and doping level on the electrochemical response and cell performance of the silicon anodes are detailed based on recent findings. Perspectives on the future of silicon and related materials, and their compositional and structural modifications for energy storage via several electrochemical mechanisms, are also provided. 展开更多
关键词 SILICON Li-ion battery nanostructures NANOWIRES ELECTROCHEMISTRY energy storage ETCHING
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基于微流控技术的高效液相脉冲激光烧蚀法 被引量:3
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作者 关凯珉 刘晋桥 +1 位作者 徐颖 于颜豪 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期69-74,共6页
液相脉冲激光烧蚀法(PLAL)具有绿色环保、适用范围广及可制备复合材料等优点,受到学术界的广泛关注,但是较低的制备效率限制了它进一步发展。将微流控技术与液相脉冲激光烧蚀法相结合,在硅基微流控芯片中实现了快速高效制备晶格型(400~8... 液相脉冲激光烧蚀法(PLAL)具有绿色环保、适用范围广及可制备复合材料等优点,受到学术界的广泛关注,但是较低的制备效率限制了它进一步发展。将微流控技术与液相脉冲激光烧蚀法相结合,在硅基微流控芯片中实现了快速高效制备晶格型(400~800nm)和球型(100~300nm)硅纳米结构。通过扫描电子显微镜和光谱仪对其形貌结构及分布情况进行了测试表征,获得了微流控流速、激光烧蚀功率与纳米粒子制备效率之间的关系。该方法将液相脉冲激光烧蚀法的最高制备效率提高了30%以上,达到87.5mg/min,为将来液相脉冲激光烧蚀法工业化生产提供一种新的技术路线。 展开更多
关键词 激光制造 液相脉冲激光烧蚀法 制备效率 微流体 纳米结构
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Formation of silica nanotubes through a TPPS J aggregates template 被引量:1
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作者 ZHANG Li JIANG Jian LIU MingHua 《Chinese Science Bulletin》 SCIE CAS 2012年第33期4322-4327,共6页
It is found that 5,10,15,20-tetrakis(4-sulfonatophenyl) porphyrin(TPPS),which is known to form J aggregates in water under low pH value,acts as a template for the hydrolyzing of organosilane.The nanotube structures of... It is found that 5,10,15,20-tetrakis(4-sulfonatophenyl) porphyrin(TPPS),which is known to form J aggregates in water under low pH value,acts as a template for the hydrolyzing of organosilane.The nanotube structures of silica with 4 8 nm inner diameters are obtained,which is consistent with the height of TPPS J aggregates,indicating that TPPS J aggregates are indeed acting as the template for the sol-gel transcription.The TPPS J aggregation disappear when the medium pH value is shifted from acidic to basic,consequently formed silica nanostructures are amorphous nanosphere rather than nanofiber structures.In contrast,the copper phthalocyanine(TSCuPc),which does not exist as linear J aggregates,cannot induce the silica to form one dimensional nanofiber structures,implying that the templating effect of TPPS J aggregates for inorganic nanostructures. 展开更多
关键词 TPPS 二氧化 模板作用 纳米 聚集体 纳米结构 纳米结构 低PH值
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基于AFM的Si纳米结构的加工 被引量:1
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作者 吴雄喜 杨林军 《机械与电子》 2005年第4期54-56,共3页
介绍了通过使用原子力显微镜,在H钝化Si(100)的表面局部阳极氧化反应的表面氧化图案上刻写的纳米级Si 结构加工。这种氧化图形可被用作Si的可选择性蚀刻工艺的掩膜。带有临界特性的小到30 nm的边门Si 场效应晶体管也通过这种方法加工。
关键词 纳米加工 纳米结构 原子力显微镜 阳极氧华
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面向MEMS红外光源的高辐射率纳米硅结构制备 被引量:2
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作者 刘卫兵 谭秋林 +7 位作者 明安杰 孙西龙 毛海央 岱钦 张岳 姚俊 王玮冰 熊继军 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第6期7-10,82,共5页
通过制备面向MEMS红外光源的高辐射率多晶硅纳米柱状结构和单晶硅纳米孔结构,以提升红外源表面辐射率,降低器件功耗。制备方法分别为反应离子刻蚀(reactive-ion-etching,RIE)及等离子浸没离子注入(plasma immerse ion implantation,PIII... 通过制备面向MEMS红外光源的高辐射率多晶硅纳米柱状结构和单晶硅纳米孔结构,以提升红外源表面辐射率,降低器件功耗。制备方法分别为反应离子刻蚀(reactive-ion-etching,RIE)及等离子浸没离子注入(plasma immerse ion implantation,PIII)工艺对单晶硅以及铝电极掩膜的多晶硅表面调控修饰制备。并对2种纳米硅结构进行了吸收率测试,对铝电极掩膜进行了引线键合破坏拉力测试。测试表明,纳米硅结构在3~5μm波段的辐射率可以达到85%以上,暴露在刻蚀气氛后的铝电极掩膜引线键合强度可以达到器件工艺要求。 展开更多
关键词 MEMS红外光源 纳米结构 高辐射率 铝掩膜 反应离子刻蚀 等离子浸没离子注入
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Dependence of Optical Absorption in Silicon Nanostructures on Size of Silicon Nanoparticles
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作者 丁文革 苑静 +3 位作者 孟令海 武树杰 于威 傅广生 《Communications in Theoretical Physics》 SCIE CAS CSCD 2011年第4期688-692,共5页
The amorphous silicon nanoparticles (Si NPs) embedded in silicon nitride (SiNx) films prepared by helicon wave plasma-enhanced chemical vapor deposition (HWP-CVD) technique are studied. From Raman scattering inv... The amorphous silicon nanoparticles (Si NPs) embedded in silicon nitride (SiNx) films prepared by helicon wave plasma-enhanced chemical vapor deposition (HWP-CVD) technique are studied. From Raman scattering investigation, we determine that the deposited film has the structure of silicon nanocrystals embedded in silicon nitride (nc-Si/SiNx) thin film at a certain hydrogen dilution amount. The analysis of optical absorption spectra implies that the Si NPs is affected by quantum size effects and has the nature of an indirect-band-gap semiconductor. Further, considering the effects of the mean Si NP size and their dispersion on oscillator strength, and quantum-confinement, we obtain an analytical expression for the spectral absorbance of ensemble samples. Gaussian as well as lognormal size-distributions of the Si NPs are considered for optical absorption coefficient calculations. The influence of the particle size-distribution on the optical absorption spectra was systematically studied. We present the fitting of the optical absorption experimental data with our model and discuss the results. 展开更多
关键词 optical absorption silicon nanoparticles quantum size effects oscillator strength silicon nitride film
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Growth of skyrmionic MnSi nanowires on Si: Critical importance of the SiO2 layer
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作者 Siwei Tang Ivan Kravchenko +4 位作者 Jieyu Yi Guixin cao Jane Howe David Mandrus Zheng Gai 《Nano Research》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第12期1788-1796,共9页
MnSi in the B20 structure is a prototypical helimagnet that forms a skyrmion lattice, a vortex-like spin texture under applied magnetic field. We have systematically explored the synthesis of single crystal MnSi nanow... MnSi in the B20 structure is a prototypical helimagnet that forms a skyrmion lattice, a vortex-like spin texture under applied magnetic field. We have systematically explored the synthesis of single crystal MnSi nanowires via controlled oxide-assisted chemical vapor deposition and observed a characteristic signature of skyrmion magnetic ordering in the MnSi nanowires. The thickness of the SiO2 layer on the Si substrate plays the key role in obtaining a high yield of B20 MnSi skyrmion nanowires. A growth mechanism was proposed that is consistent with the existence of an optimum SiO2 thickness. A growth phase diagram was constructed based on the extensive studies of various growth conditions for various MnSi nanostructures. The persistence of both the helicoidal and skyrmion magnetic ordering in the one-dimensional wires was directly revealed by ac and dc magnetic measurements. 展开更多
关键词 SKYRMION SPINTRONICS oxide-assisted growth NANOWIRES magnetic materials
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硅纳米结构中硅空位缺陷引发的双峰蓝光发射
9
作者 胡冬生 吴兴龙 +2 位作者 熊诗杰 黄高山 张正义 《物理》 CAS 北大核心 2004年第5期323-326,共4页
报道了在硅纳米结构中 4 1 7nm和 4 36nm双峰结构的蓝光发射的实验和理论研究结果 .制备了四种包含和没有包含β SiC纳米晶粒的硅纳米结构 ,观察到了 4 1 7nm和 4 36nm的双峰蓝光发射 .光致发光谱的分析和微结构的观察揭示了蓝光发射与... 报道了在硅纳米结构中 4 1 7nm和 4 36nm双峰结构的蓝光发射的实验和理论研究结果 .制备了四种包含和没有包含β SiC纳米晶粒的硅纳米结构 ,观察到了 4 1 7nm和 4 36nm的双峰蓝光发射 .光致发光谱的分析和微结构的观察揭示了蓝光发射与硅纳米结构中过剩硅缺陷中心的存在有关 .计算了由过剩硅原子形成的含有硅空位缺陷的纳米晶粒的电子能级 ,发现计算所得的态密度的特征与观察到的双峰发射吻合 .这项工作提出了在许多硅纳米结构中存在 4 1 7nm和 4 展开更多
关键词 纳米结构 光致发光铺 空位缺陷 双峰蓝光发射 电子能级
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Laser-induced etching parameters impact on optical properties of the silicon nanostructures
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作者 Asmiet RAMIZY Z.HASSAN Khalid OMAR 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2011年第1期58-62,共5页
Porous silicon (PS) was fabricated by laser-induced etching (LIE) process. The objective of this study is to investigate the selected LIE parameters to control size and shape of nanostructures,which are considered imp... Porous silicon (PS) was fabricated by laser-induced etching (LIE) process. The objective of this study is to investigate the selected LIE parameters to control size and shape of nanostructures,which are considered important factors in semiconductor device applications. Photoluminescence output intensity becomes stronger due to the increase in the number of emitted photons on the porous surface. There is a dramatic increase in photoluminescence intensity due to the increase of porosity as a function of laser power density. The increase in electrolyte concentration is an important parameter to accelerate the dissolution reaction on the interface layer between the electrolyte solution and wafer surface. PS spectra displayed a stronger Raman intensity than crystalline bulk Si;also the PS spectrum was shifted and broadened as a function of LIE parameters. 展开更多
关键词 porous Si laser-induced etching NANOSTRUCTURE optical properties
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网闻乐荐
11
《网络与信息》 2006年第7期44-45,共2页
关键词 桃花水母 胡戈 陈凯歌 大力神 纳米结构 曹则贤 冯小刚 张艺谋 中国科学院物理研究所 中科院物理研究所 恶搞 寺庙 镜头
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科技发现
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《科学之友》 2006年第7期14-15,共2页
成吉思汗“正宗嫡孙”惊现美国,婆罗洲丛林首次拍摄到野生犀牛,以色列发现500万年前新物种,中国考石学家复原1万年前华南人头像,德国发现“侏儒”版恐龙化石,清华研制成功脑机接口系统,英国发明葵花子油提取氢技术,日本造出蓝色... 成吉思汗“正宗嫡孙”惊现美国,婆罗洲丛林首次拍摄到野生犀牛,以色列发现500万年前新物种,中国考石学家复原1万年前华南人头像,德国发现“侏儒”版恐龙化石,清华研制成功脑机接口系统,英国发明葵花子油提取氢技术,日本造出蓝色玫瑰,哈佛将克隆人类万能细胞,中科院发现奇特硅纳米结构,中丹科学家培育出首例“手工克隆”猪。 展开更多
关键词 科技 纳米结构 恐龙化石 接口系统 研制成功 蓝色玫瑰 婆罗洲 新物种 以色列 葵花子
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Fabrication of Silicon Crystal-Facet-Dependent Nanostructures by Electron-Beam Lithography
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作者 杨香 韩伟华 +2 位作者 王颖 张杨 杨富华 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1057-1061,共5页
Silicon crystal-facet-dependent nanostructures have been successfully fabricated on a (100)-oriented silicon-oninsulator wafer using electron-beam lithography and the silicon anisotropic wet etching technique. This ... Silicon crystal-facet-dependent nanostructures have been successfully fabricated on a (100)-oriented silicon-oninsulator wafer using electron-beam lithography and the silicon anisotropic wet etching technique. This technique takes advantage of the large difference in etching properties for different crystallographic planes in alkaline solution. The minimum size of the trapezoidal top for those Si nanostructures can be reduced to less than 10nm. Scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) observations indicate that the etched nanostructures have controllable shapes and smooth surfaces. 展开更多
关键词 silicon nanostructure anisotropic wet etching electron-beam lithography
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基于金属辅助化学腐蚀的大高宽比硅纳米结构制备
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作者 薛焱文 杨立伟 +3 位作者 王冠亚 牛洁斌 刘宇 李海亮 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第12期1012-1016,1022,共6页
为了获得大高宽比的硅纳米结构,结合电子束光刻和等离子刻蚀方法制备厚度为5 nm/20 nm的Ti/Au微纳结构,然后以氢氟酸、去离子水和双氧水作为腐蚀液,利用各向异性金属辅助化学腐蚀制备大高宽比硅纳米结构,并进行了实验验证。研究了双氧... 为了获得大高宽比的硅纳米结构,结合电子束光刻和等离子刻蚀方法制备厚度为5 nm/20 nm的Ti/Au微纳结构,然后以氢氟酸、去离子水和双氧水作为腐蚀液,利用各向异性金属辅助化学腐蚀制备大高宽比硅纳米结构,并进行了实验验证。研究了双氧水的浓度和腐蚀温度对硅纳米结构形貌的影响,分析了大高宽比硅纳米结构的金属辅助化学腐蚀机理。实验结果表明:在较低的双氧水浓度和较低的腐蚀温度下,可以形成侧壁陡直、光滑的大高宽比硅纳米结构,在纳米光栅结构和阵列结构的X射线掩模制造中显示出其优越性。基于氢氟酸、去离子水和双氧水的浓度分别为4.8、50和0.12 mol/L的腐蚀液,在2℃下进行金属辅助化学腐蚀,得到了高度为4.2μm的300 nm特征尺寸的硅纳米柱结构,对应高宽比为14∶1。 展开更多
关键词 金属辅助化学腐蚀 电子束光刻 等离子刻蚀 纳米结构 大高宽比
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硅纳米结构对表面辅助激光解吸/电离质谱检测性能的提高
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作者 窦树珍 王中舜 吕男 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1156-1166,共11页
本文总结了多种构筑硅纳米结构的方法,综述了近年来利用硅纳米结构提高表面辅助激光解吸/电离质谱(SALDI-MS)性能的研究工作,展望了利用功能化的硅纳米结构表面进一步提高激光解吸/电离(LDI)效率的前景.
关键词 纳米结构 功能表面 表面化学 小分子检测 表面辅助激光解吸/电离质谱
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Wafer scale direct-write of Ge and Si nanostructures with conducting stamps and a modified mask aligner
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作者 Hideki Sato Stephanie E. Vasko Marco Rolandi 《Nano Research》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第4期263-268,共6页
The broad availability of high throughput nanostructure fabrication is essential for advancement in nanoscale science. Large-scale manufacturing developed by the semiconductor industry is often too resource-intensive ... The broad availability of high throughput nanostructure fabrication is essential for advancement in nanoscale science. Large-scale manufacturing developed by the semiconductor industry is often too resource-intensive for medium scale laboratory prototyping. We demonstrate the inexpensive wafer scale direct- write of Ge and Si nanostructures with a 4-inch mask aligner retrofitted with a conducting microstructured stamp. A bias applied between the stamp and an underlying silicon substrate results in the reaction of diphenylgermane and diphenylsilane precursors at the stamp--substrate interface to yield the direct- write of Ge and Si nanostructures in determined locations. With the increasing number of outdated mask aligners available from the semiconductor industry and an extensive library of liquid precursors, this strategy provides facile, inexpensive, wafer scale semiconductor direct-write for applications such as electronics, photonics, and photovoltaics. 展开更多
关键词 Ge SI NANOLITHOGRAPHY microcontact printing scanning probe lithography
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Optical and Physical Characterization of SRSO and SRSN Gradient Thin Films
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作者 V. Donzella P.R.J. Wilson +2 位作者 K.A. Dunn J. Wojcik P. Mascher 《材料科学与工程(中英文A版)》 2011年第2X期152-160,共9页
关键词 梯度薄膜 物理特性 光学 透射电子显微镜 退火条件 薄膜沉积 纳米结构 氧化
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硅纳米结构阵列:光热CO_(2)催化的新兴平台
18
作者 张城城 吴之怡 +2 位作者 沈家辉 何乐 孙威 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第1期20-21,共2页
人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是... 人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是在温和条件下有效催化化学反应的新概念。近年来,与传统的光热催化剂相比,硅纳米结构阵列在光热CO_(2)还原反应中表现出独特的催化性能优势。作为一种平台,它表现出优异的光收集能力、高比表面积以及多样化的材料复合选择。本文综述了光热催化CO_(2)转化的概念和原理,硅纳米结构阵列的功能,以及利用硅纳米结构阵列在光热催化CO_(2)转化方面的最新进展,最终将为高性能纳米结构阵列光热CO_(2)催化剂的发展方向提供指导。 展开更多
关键词 光热催化 纳米结构阵列 CO_(2)转化 太阳能燃料
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硅纳米结构晶体管中与杂质量子点相关的量子输运
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作者 吴歆宇 韩伟华 杨富华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期21-37,共17页
在小于10 nm的沟道空间中,杂质数目和杂质波动范围变得十分有限,这对器件性能有很大的影响.局域纳米空间中的电离杂质还能够展现出量子点特性,为电荷输运提供两个分立的杂质能级.利用杂质原子作为量子输运构件的硅纳米结构晶体管有望成... 在小于10 nm的沟道空间中,杂质数目和杂质波动范围变得十分有限,这对器件性能有很大的影响.局域纳米空间中的电离杂质还能够展现出量子点特性,为电荷输运提供两个分立的杂质能级.利用杂质原子作为量子输运构件的硅纳米结构晶体管有望成为未来量子计算电路的基本组成器件.本文结合安德森定域化理论和Hubbard带模型对单个、分立和耦合杂质原子系统中的量子输运特性进行了综述,系统介绍了提升杂质原子晶体管工作温度的方法. 展开更多
关键词 纳米结构晶体管 杂质原子 量子输运 工作温度
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认准目标 及时支持
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作者 高瑞平 《中国基础科学》 2001年第3期43-44,共2页
信息技术在当代社会起着重要作用,它的基础是以硅集成电路为核心的微电子技术.可是集成电路的发展在物理上和技术上都已逼近了极限,多年来,人们一直在探索新的发展途径.一条现实可行的道路是,仍然以硅和硅集成技术为基础,利用硅基纳米... 信息技术在当代社会起着重要作用,它的基础是以硅集成电路为核心的微电子技术.可是集成电路的发展在物理上和技术上都已逼近了极限,多年来,人们一直在探索新的发展途径.一条现实可行的道路是,仍然以硅和硅集成技术为基础,利用硅基纳米器件的量子效应,建立量子电子学或称纳米电子学.若同时把速度最快的光作为信号的载体与纳米电子学结合,可以发展成硅基纳米光电子集成.纳米电子学和纳米光电子集成将成为未来信息技术的基础. 展开更多
关键词 多孔 纳米结构 纳米光源 纳米电子学 纳米光电子集成
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