一、纳米科技的眼睛和手——扫描隧道显微镜（论文文献综述）
任贺[1]（2021）在《静电/磁力探针表征介电及铁磁纳米薄膜有限元电磁场模拟》文中研究表明随着对能源技术的发展,电缆、电机、变压器等电力设备中广泛使用的电介质及磁性材料逐渐成为热门研究方向。静电力探针显微镜着重于研究电介质材料的表面电势、电荷和介电常数,而磁力探针显微镜主要研究磁性材料的微观磁结构和磁性能,如磁矩、磁畴、磁化特性等。本文采用有限元分析方法对静电和磁力探针表征介电及铁磁纳米薄膜进行电磁场模拟,研究探针和纳米薄膜的几何及尺寸与静电力和磁力的关联性及其对探针显微精确度的限制条件,为表征纳米材料的探针显微技术提供理论依据。通过静电场模拟对导电探针与金属基板上纳米介电薄膜之间的静电力进行3D有限元建模和分析,确定可以精确表征纳米薄膜介电常数所要求的薄膜横向临界尺寸（薄膜直径）。电介质薄膜厚度和横向尺寸分别在1nm～10μm和100nm～10μm范围,探针倾斜角在0°至20°之间,薄膜的相对介电常数在2～1000范围内变化,以涵盖大部分电介质材料。纳米介电薄膜的临界直径不仅取决于探针的几何形状和倾斜角度,还依赖于纳米介电薄膜的厚度:对于厚度大于100nm的纳米介电膜,其临界直径几乎与探针几何形状无关,主要取决于膜厚度和介电常数,并且遵循指数函数关系。对于满足静电力探针精确测量介电常数的近似横向无限纳米介电薄膜（横向尺寸大于临界直径）和超薄极限（厚度h<10～100nm）,根据有限元静电场模拟结果建立考虑探针倾斜的有效解析模型,提供一个通用的探针静电力分析方案,以实现对金属基底上纳米介电薄膜介电常数的精确测定。对永磁探针-铁磁性纳米薄膜（单磁畴试样）测试系统进行3D有限元静磁场模拟,分析探针与测试纳米薄膜之间的磁力随探针和薄膜尺寸的变化,并探讨其对磁力探针扫描成像分辨率的限制作用,从而提出合理的磁力探针显微方法。分别从探针的形状和磁膜厚度,试样的磁矩方向和磁化强度、探针倾斜角等方面系统地分析扫描探针磁力信号的变化规律。永磁探针检测的磁力方向取决于磁性纳米试样的磁矩方向;与探针截锥半角相比,针尖曲率半径对磁力大小的影响更大;磁力大小和试样的磁化强度及探针表面的磁膜厚度呈正相关。磁力探针检测铁磁纳米薄膜的磁畴磁矩依赖于试样厚度,当试样厚度增加至横向直径的几倍时将达到临界厚度,探针检测的磁力信号主要来自于磁畴表面磁矩的贡献,致使磁力探针无法精确的表征铁磁纳米薄膜的微观磁畴结构。
马春雨[2]（2021）在《含羧酸基团卟啉分子的组装与调控》文中指出卟啉分子是具有18π电子的大环共轭体系,具备特殊的光电效应,卟啉分子的导电性和半导体性使其适用于太阳能电池、分子传感器、光电器件等。纳米材料在表界面的动态变化、结构特征等是决定分子器件性能的根本,因此,近年来卟啉分子在固/液界面的自组装引起了科学工作者的广泛研究。本篇论文将重点探究含有羧酸基团卟啉分子在固/液界面的组装与调控。采用扫描隧道显微镜（STM）来实时、原位观察卟啉分子的组装情况,并采用密度泛函理论（DFT）进行理论计算。主要研究内容如下:（1）通过STM的观察,探究了含有1,3-间苯二甲酸-5-醚-4-四苯基卟啉（IPETPP）在庚酸/高定向裂解石墨（HOPG）表面的自组装情况。实验表明该分子在固/液界面呈现出一定的浓度效应,其中,在较高浓度下,其分子自组装呈现规则的菱形结构排列,然而在较低浓度下,出现了两种自组装结构,一种呈现规则的花朵状结构,另一种呈现非长程有序的长方形空腔结构。通过DFT的进一步探究,溶剂庚酸并没有参与该卟啉酸分子的自组装。因此,浓度对于IPETPP分子自组装发挥着重要的作用。（2）由于IPETPP分子的自组装呈现出多孔网络结构,因此进一步探究了晕苯（COR）、C60等客体分子的主-客体共组装情况。在IPETPP自组装呈现菱形结构的基础上,加入浓度较高的客体分子COR,菱形结构没有发生变化,多个COR分子注入菱形结构当中,而加入较低浓度的COR,主体分子模板变为花朵状结构,COR分子注入到花朵状结构的小空腔当中;在IPETPP分子呈现花朵状结构的基础上,加入客体分子COR,COR分子注入到花朵状结构的小空腔当中,大空腔中仍然没有客体分子的注入;在IPETPP主体分子呈现长方形空腔结构时,向体系中加入COR分子,主体分子模板发生了改变,形成了结构稳定的主-客体共组装体系。然而,C60分子并没有与IPETPP发生共组装,进一步证明了不同客体分子对于主体分子的选择性吸附。（3）外场调控手段可以使分子组装结构发生变化,因此进一步探究了系列吡啶分子对于主体分子IPETPP的调控。选择了以下几种吡啶衍生物进行研究:1,2-二-4-吡啶基乙烯（DPE）、二（4-吡啶）对苯二乙炔（BPYB）、4,4’-（（1E,1’E）-（2,5-二丁氧基-1,4-亚苯基）双（乙烯-2,1-二基））联吡啶（PEBP-C4）、4,4’-（（1E,1’E）-（2,5-双（辛氧基）-1,4-亚苯基）双（乙烯-2,1-二基））联吡啶（PEBP-C8）等。成功获得IPETPP/吡啶共组装结构,揭示了不同吡啶衍生物对于卟啉分子调控的规律与原理。
唐登芳[3]（2021）在《利用扫描隧道显微镜研究O2和CO在Co（0001）表面的吸附及相互作用》文中研究表明费托合成（Fischer-Tropsch synthesis）作为多相催化中最重要的反应之一受到研究者的广泛关注。然而,费托反应过程极其复杂,产物分布广泛,这导致了无论是在工业生产中还是基础研究中都具备相当的难度,成为科学研究的一大难点。钴基催化剂由于具有优异的催化性能和较低的经济成本,是费托合成反应中极具前景的催化剂。其中,Co（0001）单晶因其良好的热稳定性且容易制得,并具有良好的费托活性,在模型催化的基础研究中备受青睐。金属表面O2的活化是多相催化和材料氧化的关键过程,氧气与金属表面的相互作用了对反应的催化活性以及稳定性都有着重要的影响。利用超高真空技术对定义明确的金属表面进行的基础研究,对O2吸附和解离的机理、能量学和动力学具有重要的意义。而在费托合成反应中,催化剂表面的氧化通常被人们认为会导致催化反应失活,O原子在表面的吸附和活化也是费托反应中的重要过程。另外,CO的解离和活化作为费托合成中的第一步也是关键的反应步骤之一,对费托合成反应有着不可估量的影响,且CO的氧化是非均相氧化中研究最多的反应之一,在保护换环境方面有着重要的应用,因此对CO的低温氧化研究对绿色发展有着不可或缺的意义。鉴于此,本文使用扫描隧道显微镜（STM）并同时结合低能电子衍射（LEED）和程序升温脱附（TPD）技术在超高真空环境下系统地研究了O2和CO在单晶Co（0001）表面的吸附行为以及共吸附相互作用。本论文的主要实验内容和研究结果如下:1.在不同温度下,系统的研究了O2在Co（0001）表面形成的氧物种及其吸附形貌。实验结果表明,O2吸附在Co（0001）表面形成的氧物种与吸附温度和吸附量密切相关:在室温下,少量O2吸附在Co（0001）表面会迅速反应,形成了“棉絮状”的蓬松且无精细结构的氧化物种;在120 K～250 K的温度区间,适量的O2（小于0.25 ML）会在Co（0001）表面形成有序的p（2×2）-O结构;而在120 K以下,我们首次观察到了O2在Co（0001）表面形成了一种“哑铃状”新物种,推测为O2在表面的解离吸附形成的氧原子对。而在任何温度段,过量的O2吸附都会导致表面不可逆的过氧化成无序结构。2.利用STM和LEED研究了CO在Co（0001）表面的吸附和热反应。低温下,CO在Co（0001）表面形成了（√3×√3）R30°的有序结构且在室温能够稳定存在,升温至415K,CO与Co（0001）发生反应,形成表面碳物种和氧物种。3.利用STM和TPD研究了CO和O2在Co（0001）表面的共吸附行为。表面形成的p（2×2）-O在120 K～250 K温度区间不会与CO发生氧化反应,且CO与p（2×2）-O的Co（0001）表面相互作用极弱:共吸附的表面STM图像变得无序,保持温度不变,随着时间推移,表面逐渐从无序恢复到有序的p（2×2）-O表面。TPD实验结果也表明在不同的温度下,CO脱附速率不同。相较于初始表面状态,CO脱附后的表面具备更大范围的有序的2×2结构,表明CO的吸附,能够促进p（2×2）-O的形成。
李晓庆[4]（2020）在《高频复合超声扫描探针显微镜细胞亚结构成像与融合方法研究》文中进行了进一步梳理生物体是一个由多种具有特殊结构和功能的细胞组成的复杂有机体。对于研究生命体的结构与功能的成像技术而言,系统、全面、高分辨率的细胞形貌及亚细胞结构表征能力目前仍然是一个挑战。本论文对基于高频复合超声扫描探针显微镜（Atomic Force Acoustic Microscopy,AFAM）的无创高效亚细胞结构成像及其包含不同信息图像的融合方法进行了系统深入地研究,以期推动无创高效亚细胞成像及图像后处理技术的发展、进步与应用,促进生命科学和医学领域的相关研究。细胞形貌及内部结构的成像对基于高频复合超声扫描探针显微镜的声波内部成像技术的精确性和鲁棒性等性能提出了很高的要求。细胞形貌及内部结构的成像也是后续进行形貌与声学图像融合的基础。因此,为了证实声学成像的分辨率能够达到亚细胞成像的要求,本文首先对基于AFAM的声波透射成像原理进行了理论分析,证明了在一定范围内通过提高声学频率可以提高成像分辨率、对比度和成像精度。同时,为了验证透射声波内部成像的精确性和鲁棒性,设计制备了包括结构精确设计的硅片刻槽和涂覆纳米金颗粒样品。实验结果表明,声波内部成像的分辨率达到了纳米量级,能精确地检测出材料内部纳米级缺陷的准确大小和位置。其次,针对不同生物细胞的亚细胞结构高分辨率成像的特殊要求,本文对AFAM成像全过程包括样品制备、成像流程、参数选择及结果分析进行了一系列的针对性优化研究,以缩短成像时间,提高图像质量。同时,为了更好地展示不同的细胞结构,提出了一种基于RGB伪彩的彩色图像融合模型。通过样品制备、参数优化和融合模型的研究,建立了一种亚细胞结构成像平台,并基于该平台建立了一个表征包括真核生物和原核生物的亚细胞结构图谱。该图谱能描述不同尺度样本的细胞结构,提供清晰的亚细胞特征图像细节特征,将促进人类细胞图谱研究,拓展显微技术在生物医学研究中的应用。再次,由于AFAM得到的形貌图像和声学图像各自包含不相同的信息,因此,图像融合能够更为有效地帮助对亚细胞结构的准确分析和定位。为此,本文使用非下采样轮廓波变换来进行图像的多频分解,通过改进拉普拉斯能量和来进行高频分量的融合,用最大绝对值规则融合低频分量。结果表明,本文方法在三个客观评价指标上明显优于其他方法,保留了更多的细胞细节,提高了图像的对比度,获得更好的像素连续性。最后,由于深度学习具有优越的图像数据不同抽象层次的分层特征表征能力,因此,本论文进一步研究了基于深度学习的AFAM细胞图像融合方法,采用暹罗网络解决人为选择融合规则的问题。该方法首先利用曲波变换将源图像转换成多个子带;然后利用暹罗网络获取的融合规则对低频分量进行融合;再利用改进拉普拉斯能量和对高频分量进行融合;最后通过曲波逆变换获得融合后的图像。通过对六种不同类型细胞所进行的实验,本文的方法能够得到边缘更清晰、结构细节保存更完整的细胞图像。本文围绕高频复合超声扫描探针显微镜的亚细胞结构成像进行了系统的研究。通过对声学内部成像、亚细胞结构表征方法、基于多尺度分解的图像融合及基于深度学习的图像融合方法的研究,不仅证明了该成像方法在软质材料内部成像上的巨大潜力,同时,也表明采用图像融合算法可为细胞内部结构的分析提供新途径。基于AFAM的亚细胞成像方法具有成像范围广、样品制备容易、多色显示和无损成像等优点,可促进人体细胞图谱工程的发展,在探索细胞转移机制和临床疾病机理研究等方面具有广阔的应用前景。
潘绪杰[5]（2020）在《层状硒化物异质结的光电特性与物性研究》文中提出作为传统的热电材料Sb2Te3和Bi2Se3,近年来被揭示为拓扑绝缘体,而拓扑绝缘体为全新的量子物质形态,引起了越来越多的科学家的关注,其光电效应、热电效应更是研究的热点。在本论文中,采用了分子束外延（MBE）技术在P-Si（111）衬底和InP（111）A/B衬底上生长Bi2Se3薄膜,同时采用了物理气相沉积（PVD）在P-Si（111）衬底上生长Sb2Te3薄膜,以此来获得不同的异质结构。另外,采用X射线衍射（XRD）分析技术分析了薄膜的结晶质量。薄膜结晶质量的高低决定了异质结的质量,异质结的质量决定了异质结器件的质量。因此,实验中选取了质量较好的样品组装成光电探测器件。采用背入射（模拟太阳光垂直入射衬底）测定了异质结的光电性质,进一步测定了背入射的环境下异质结的外量子效率和响应速率。实验结果表明,当采用背入射方式进行实验时,P-Si（111）衬底作为天然的低通滤波片,Bi2Se3（Sb2Te3）/H-Si肖特基结可以实现对中心波长为1030nm单色光的有效探测,同时具有强反光性质的Sb2Te3和Bi2Se3薄膜作为背反射层,能够增加器件对光的二次吸收,有效提高器件性能。通过超高速光脉冲实验,进一步得出该肖特基探测器反应速度为1ms。具体工作如下:第一,采用MBE技术在P-Si（111）生长单晶Bi2Se3薄膜,在薄膜的生长过程中采用了2种表面钝化手段,薄膜的结晶质量用XRD技术进行分析。通过对比薄膜的XRD衍射图样,两种钝化表面均获得高质量单晶薄膜,而且Bi钝化的Si（111）衬底表面生长的薄膜具有更好的结晶质量。通过简单的电学测试,两种钝化手段所得异质结均有二极管特性,而且在背入射的情况下,异质结的光电性质被测定。H钝化异质结存在明显的光电效应,而Bi钝化异质结不存在。对H钝化异质结进行光电转换效率的测试并得到结果为0.084%。进一步的外量子效率测试中,H钝化异质结在800nm到1200nm波段有明显的外量子效率且在1030nm处出现最大的外量子效率为14.7%。随后测定的异质结的响应速率为接近1ms。第二,采用PVD技术在H钝化的P-Si（111）衬底上生长单晶Sb2Te3薄膜,运用XRD技术对薄膜的结晶质量进行分析。衍射图样显示在H钝化的P-Si（111）衬底上可以得到高质量的单晶Sb2Te3薄膜。对Sb2Te3/H-Si异质结进行电学与光学性能测试,数据表明该异质结存在着典型的二极管特性以及明显的光电效应。经试验检测背入射条件下该异质结的光电转换效率为0.072%。在外量子效率的测试中,异质结在800nm到1200nm波段出现较为明显的外量子效率,且在1030nm出现了外量子效率的最大值15.5%。进一步对异质结响应速率进行测试,得出响应速率为0.8ms。第三,采用分子束外延技术分别在InP（111）A与InP（111）B衬底上生长单晶Bi2Se3薄膜。由于InP易碎的特性,在处理InP（111）A与InP（111）B的过程中,常规的清洗技术很难获得适合Bi2Se3薄膜生长的理想洁净表面,反射式高能电子衍射装置（RHEED）图样展示了生长的过程中结晶质量变化,薄膜前期结晶质量较差,但增加了表面平整度,随之结晶质量变好。进一步的采用XRD技术进行薄膜结晶质量分析,在InP（111）A与InP（111）B衬底上可以获得单晶Bi2Se3薄膜。对其衬底与薄膜之间的异质结进行简单的电学性质测试,Bi2Se3/InP异质结的连接方式为欧姆接触。
黄玉瑶[6]（2020）在《扫描探针技术的原位纳米器件制备及表征研究》文中研究指明扫描探针显微镜（SPM）是目前纳米科技领域非常热门的一种表征方法,可以在纳米级甚至原子量级进行高精度成像及原位表面测量,极大地推动了纳米技术的发展。此外,由于扫描探针技术具有纳米级的探针和精确的控制系统,还可以实现原子操纵、纳米刻蚀等纳米加工操作,使其在纳米加工领域具有很大的发展潜力。目前微电子纳米加工领域的关键步骤是光刻技术,随着行业发展,各种新型光刻技术也不断涌现,然而,光刻设备的研发是极其复杂且漫长的过程,目前的光刻技术仍然面临着分辨率不够高、刻蚀成本昂贵且工艺复杂等难题。因此,本文提出利用扫描探针技术完成纳米刻蚀,从而实现小尺寸器件制备,将扫描探针技术的灵活、低成本、高分辨率等优势引入微电子技术的研究中,为微纳制造产业提出一种新的小尺寸器件制备方法。GaN基异质结中有很强的极化效应,使得AlGaN/GaN异质结即使在未掺杂的情况下,也可以获得高密度的二维电子气（2DEG）,因此GaN基器件在发光器件、微波高功率器件等方面中有明显优势。在GaN基器件中,高频特性是一个重点研究方向,缩短栅长是提升GaN基器件频率的重要条件,目前100纳米以下的GaN基器件还面临很多挑战,但是对于器件高频特性的研究又非常重要,因此快速制备短栅长、小尺寸的GaN基器件是当前研究的重点之一。目前还没有用纳米刻蚀调控GaN基异质结特性的研究,本文将扫描探针技术应用在GaN基异质结中。用原位纳米刻蚀方法,借助于扫描探针技术,对GaN基异质结材料界面处的晶体结构进行原位操控,实现局部二维电子气浓度的变化,进而对GaN基材料和器件的特性进行原位操控及测量。在此基础上,实现快速简便地制备GaN基肖特基二极管,且最小沟道宽度尺寸仅有50纳米。为GaN基小尺寸器件设计提出新的方法,为GaN基器件的高频特性研究提供重要的实验参数。本论文主要对AlGaN/GaN材料以及AlGaN/GaN HEMT器件的纳米刻蚀方法和电学性质表征进行了一系列的研究,并由此提出一种新型制备小尺寸GaN基器件的方法,具体工作包括以下几个部分:第一、对纳米刻蚀的设备进行研究与确定。比较了台阶仪,纳米压痕仪以及原子力显微镜三种纳米刻蚀仪器在纳米刻蚀方面的优缺点和可行性。由于原子力显微镜刻蚀可达到纳米量级的高分辨率,且具有刻蚀均匀、模式多样,可常温刻蚀等优势,选定原子力显微镜作为纳米刻蚀及电学表征的仪器。第二、利用扫描探针技术,将纳米刻蚀和原位表征结合,完成了原子力显微镜刻蚀方法在AlGaN/GaN材料上的应用研究。通过实验,确定了原子力显微镜刻蚀力度与深度的关系,以及刻蚀次数与深度的关系。由此确定了后续实验刻蚀力度和次数的标准。利用原子力显微镜在AlGaN/GaN材料上的纳米刻蚀,成功地实现了利用机械刻蚀调控材料电输运特性。第三、在前期实验结果的基础上完成了原子力显微镜刻蚀方法在AlGaN/GaN HEMT器件上的应用研究,包括两端器件和三端器件的纳米刻蚀和表征分析。利用原子力显微镜在AlGaN/GaN器件上的纳米刻蚀,成功地实现了对器件输出特性和转移特性的调控。第四、利用原子力显微镜纳米刻蚀方法成功制备出最小沟道宽度仅为50纳米的小尺寸多沟道AlGaN/GaN肖特基二极管。采用原子力显微镜在AlGaN/GaN材料上对AlGaN势垒层进行刻蚀,通过控制刻蚀的距离和深度来改变AlGaN/GaN异质结的2DEG浓度,预留出50纳米宽的导电沟道,从而获得最小宽度仅为50纳米的多沟道GaN基肖特基二极管。该器件具有良好的整流特性,且随沟道数量的增多,沟道电子气浓度增大,器件导通电阻下降,与理论预期一致。这种器件制备方法具有器件尺寸小,器件结构多样化,可原位表征,制备流程简便等优势,为纳米尺寸器件制备提供了一种新的思路,为后续研究小尺寸GaN基HEMT器件提供了重要的制备方法和实验参数,对研究GaN基的高频特性具有重要意义。
董安宁[7]（2019）在《固-液界面氢键网络结构及动力学的研究》文中进行了进一步梳理固-液界面在我们日常生活中无处不在并扮演着重要角色。全面理解固-液界面的关键在于揭露界面处氢键网络结构的微观特征,包括原子结构、相互作用以及动力学行为等。扫描隧道显微镜作为一种具有原子尺度分辨率的仪器,在固-液界面的研究中具有独特的优势。本论文借助实验室自主搭建的低温扫描隧道显微镜,对贵金属表面氢键网络结构、界面相互作用、氢键动力学行为等方面展开了探索。为更好的探索光诱导的氢键动力学过程,我们还对扫描隧道显微镜系统进行了升级,将泵浦-探测技术耦合到扫描隧道显微镜的隧穿结中,以期同时实现空间分辨与时间分辨的极限探测。本论文具体研究内容如下:1.Au（111）表面水团簇结构的形貌表征。借助水分子功能化的针尖,我们成功实现了对Au表面水三聚体、四聚体、五聚体以及六聚体的高清表征。实验结果直接证明了水六聚体是一个平坦的共面结构,引入范德华修正后的第一性原理计算进一步证实了我们的结论。自洽的理论与实验结果不仅解决了长期以来贵金属表面六聚体构型的争论,而且展示了范德华相互作用对氢键网络结构的影响。2.一维水分子链与氢键动力学研究。借助低温扫描隧道显微镜,我们首次在金属表面观察到了Armchair型和Zigzag型两种最简一维水分子链。研究还发现,隧穿电子可以在一维水分子链上诱导分子链的构型转变和以氢键为媒介的质子转移等动力学过程。3.超快时间分辨扫描隧道显微镜的升级与测试。为更好的实现激光脉冲与扫描隧道显微镜隧穿结的耦合,我们制作了新一代的扫描器;为测量更长时间尺度的激发态动力学过程,我们对光路延时系统进行了升级;为获得更高的信噪比,我们改进了超快信号的测量方法。利用GaAs体系对升级后的系统进行了测试,演示了时空分辨的能力。
马瑞松[8]（2017）在《四探针扫描隧道显微镜的彻底改造及石墨烯输运性质研究》文中进行了进一步梳理石墨烯是一种具有蜂窝状结构的二维原子晶体,具有新奇的力学、电学和光学特性,在场效应晶体管、太阳能电池和柔性透明电极等领域有着广阔的应用前景。因此,石墨烯在科学研究和工业应用上都有十分重要的意义。为满足科研和应用的需求,人们采用多种方式合成高质量、大面积的石墨烯。然而,合成的大面积石墨烯通常具有多晶特性,晶界会对载流子产生强烈的散射作用,从而降低石墨烯整体的电导率、迁移率,制约了石墨烯在电子电路领域的应用。为了研究石墨烯的输运性质,需要将合成的石墨烯转移至绝缘衬底,并采用微加工技术将石墨烯制成器件,以便连接宏观测量设备。微加工过程不可避免地引入污染,并最终改变石墨烯本征的输运性质。四探针扫描隧道显微镜（STM）同时兼容高精度扫描定位和标准的四端输运测试方式,可以快速地对石墨烯等二维材料的形貌和输运性质进行原位表征,为纳米科学研究提供了强有力的平台支撑。本论文的主要工作是对一台商用超高真空（UHV）四探针STM的彻底改造,并利用改进后的四探针系统对化学气相沉积（CVD）法合成的单晶和多晶石墨烯进行了形貌和输运等物性的研究。本文的第一部分是对一台商用UHV四探针STM系统的彻底改造。国际上第一代商业化UHV四探针STM系统是由科研仪器制造商德国OMICRON公司所生产。然而,作为世界上最早的商用化多探针系统（型号:UHV Nanoprobe）,其在实际应用中无法有效地对纳米体系进行原位形貌与输运研究。针对商用系统所存在的噪音大、温漂显着、分辨率低等问题,将该系统进行了多方位的全面改造,包括减振与磁阻尼、扫描结构、导热连接与热屏、分时复控电路单元、扫描电镜的替换等。同时,还介绍了加热除气台、信号线等方面的改进。经过此次改造,从根本上解决了系统信噪比、机械和温度稳定性、成像分辨率以及降温等方面的问题。第二部分的主要工作是采用四探针法测量毫米尺寸单晶石墨烯的电阻率与迁移率。利用改造后的四探针STM系统,对CVD方法生长在铜箔上的石墨烯进行形貌的表征,证实了石墨烯的连续性,并对转移到SiO2/Si衬底上的毫米尺寸单晶石墨烯进行了输运测试。根据van der Pauw构型,获得了整片石墨烯的电导率和迁移率,表明该单晶石墨烯片在不同方向具有相同的输运性质。然而,该石墨烯的局域输运性质与整体的性质存在较大差别。这些差异是由于该单晶石墨烯片上局域分布着石墨烯褶皱、残余物以及多层石墨烯岛,影响了石墨烯的局域输运性质,但是这些因素的存在并未影响整片石墨烯的性质。第三部分工作是利用改造后的四探针STM系统研究SiO2/Si衬底上多晶石墨烯的输运性质。该研究工作主要集中在转移到SiO2/Si衬底上的双晶石墨烯,从而保证所测量石墨烯晶界的唯一性。利用四探针法,无损地测量了双晶石墨烯两侧晶畴以及跨晶界的二维电阻。为了获得石墨烯晶界的电阻率,建立了晶界扩展模型,能够很好地拟合出不同载流子浓度下的晶界电阻率。另外,这一模型也适用于石墨烯褶皱的输运测量。根据Drude输运模型,获得了石墨烯晶界和褶皱处的载流子迁移率。结果表明石墨烯晶界处迁移率比本征石墨烯低三到四个数量级,而褶皱处的迁移率约为本征石墨烯的1/61/5。本工作拓展了人们对石墨烯晶界/褶皱处本征电子输运特性的认识,显示了四探针STM系统在研究缺陷等微观结构特性对材料输运性质的影响方面具有独特优势,也为其他二维材料晶界的输运性质表征提供了可行的方法。
郝少杰[9]（2017）在《在Si（111）-7×7表面上自组织生长Cd纳米团簇阵列》文中进行了进一步梳理纳米科技以其广泛的应用价值,吸引了世界各国的深入研究。纳米科技研究结构尺寸在1至100纳米范围内物质的特性和相互作用,其目的是利用这些性质构建具有特定功能的纳米材料和纳米器件。纳米科技涉及过个领域,是一门多学科交叉、实用性极强的科学技术,它使人类对物质世界的探索和改造能力延伸到了原子和分子领域。由于维度降低和尺寸减小,低维纳米结构表现出许多有趣的物理和化学现象,拥有巨大的潜在应用价值。其中,纳米团簇是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理和化学方式组成的相对稳定的聚合体,具有很多新奇的性质和现象。随着纳米科技的发展,对低维纳米结构的制备和表征显得尤为重要。扫描隧道显微镜是一种非常先进的表面分析设备,通过它,我们能够观察到原子的结构和排列情况,更重要的是,它不会对样品表面造成损伤,已成为纳米科技领域的一个重要研究手段。此外,和扫描隧道显微镜配套使用的超高真空系统,能够降低其他微观粒子的干扰,进一步保证了实验数据的准确性。本论文在超高真空环境中,采用分子束外延（MBE）生长技术,在Si（111）-7×7表面上自组装生长出Cd纳米团簇阵列,并利用低温扫描隧道显微镜分析其结构、形成过程以及电子性质。首先,我们针对Cd在Si（111）-7×7表面的初期生长行为进行了研究。实验观察发现,在低覆盖度下,Cd吸附在7×7表面半单胞内形成纳米团簇。进一步的研究表明,即使在初始吸附阶段,Cd纳米团簇并未均匀地分布在衬底表面,而是相互链接形成二聚体、三聚体、六聚体以及链状等不同的局域结构。统计分析表明,Cd纳米团簇占据在Si（111）-7×7表面两个半单胞的概率大致相同,大大区别于以往报道过的金属团簇,如Na、Pb、Zn团簇等,后者显示出优先占据层错半单胞的倾向性。我们还发现,在不同的偏压下团簇显示出不同的形貌特征,随着偏压的降低,图像中团簇的亮度变小,甚至消失不见,说明Cd纳米团簇具有独特的电子性质。对比正负偏压下的STM图形,一个明显的特征是,Cd纳米团簇的存在会对近邻半单胞中最近的中心Si顶戴原子造成强烈的影响,使其在空态和占据态图像中表现出截然相反的行为。考虑到Cd和Si原子电负性的差异,一个合理的解释是在两者之间存在着电荷转移。需要指出的是,实验中衬底的温度约为150℃。在室温下,形成的团簇是不规则的无序结构。此外,我们通过控制Cd的沉积量,在Si（111）-7×7表面上形成了一种具有六角对称性的二维有序纳米团簇阵列。
肖华芳[10]（2017）在《Si（111）-7×7表面上Cd（0001）薄膜的透明性：原子尺度下的界面成像》文中指出众所周知,理解和控制外延薄膜的生长一直是人们长期追求的一个重要目标,在原子尺度上精确控制薄膜更是人们一直梦寐以求的。要理解外延薄膜的生长机制,首先就必须确定在薄膜生长过程中深埋于薄膜下方的界面结构。因此,对位于薄膜下方的界面结构进行理论和实验方面的研究就显得十分必要了,不仅对精确控制薄膜的生长有所帮助,并且还能够进一步了解薄膜生长过程中的机制和规律。尽管界面结构对外延薄膜的生长和控制有着举足轻重的意义,但是在原子级别上观察界面结构却是一直以来遗留下来的一个具有挑战性的课题。实验中通常使用入射波作为探测信号来探测界面结构,当穿透薄膜时入射波会发生剧烈的衰减和退相干,检测信号变得十分微弱,因此获得界面结构的详细信息也就变得更加困难。扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscopy,STM）的出现极大地促进了人们对薄膜界面结构方面的研究。早期的研究报道了STM被应用于观测金属薄膜下方的半导体衬底的形貌和金属衬底的形貌。在这方面的研究中,Altfeder等人做出了重要贡献。1997年Altfeder等人凭借低温扫描隧道显微镜在Pb岛的表面观测到了其下方的Si（111）-7×7衬底的台阶表现为电子干涉条纹。随后的一年里,他们又借助LT-STM在Pb岛的顶部观察到了衬底Si（111）-7×7的超结构。尽管7×7超结构被观测到了,但其中的每一个Si原子并不能分辨,因此依然没有在原子尺度上实现界面成像。本文通过分子束外延技术以Si（111）-7×7为衬底,生长出了高度平整的Cd（0001）薄膜,并借助低温扫描隧道显微镜对Cd（0001）薄膜的衬底结构实现了原子尺度下的界面成像。在高偏压下,我们只看到了Si（111）-7×7周期结构,但是,当我们把扫描偏压降低到一定程度时,每个7×7元胞中的12个原子变得清晰可见。这说明了在Cd原子沉积过程中,Si（111）-7×7独特的结构并没有被破坏,依然保持完好。将Cd岛的透明性和高分辨的界面成像归因于水平方向面内有效质量远大于垂直方向面内有效质量。此外根据电子在垂直薄膜方向的量子化,也可以增强Cd薄膜的界面分辨。本文还发现,界面的成像能力不仅仅依赖于针尖的偏压,也依赖于Cd的厚度。同一个Cd岛,当偏压变化时,薄膜的横向分辨率发生变化。而对于给定的偏压,当厚度改变一层时,界面的成像能力也发生改变。这是由于量子尺寸效应引起的。此外,偶数层薄膜和奇数层薄膜表面的粗糙程度也具有相似的性质。在同一偏压下,当厚度改变一层时,薄膜表面的粗糙程度也相应改变。同一厚度的Cd岛,当偏压变化时,Cd岛表面的粗糙程度也发生变化。Cd岛表面的粗糙程度并非来源于Cd（0001）面,而是由界面处Cd团簇的电子态随偏压的变化引起的。
二、纳米科技的眼睛和手——扫描隧道显微镜（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米科技的眼睛和手——扫描隧道显微镜（论文提纲范文）
（1）静电/磁力探针表征介电及铁磁纳米薄膜有限元电磁场模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 扫描探针显微镜技术及其发展 |
| 1.3 扫描探针显微镜的系统结构和工作原理 |
| 1.3.1 扫描隧道显微镜 |
| 1.3.2 原子力显微镜 |
| 1.3.3 静电力显微镜 |
| 1.3.4 磁力显微镜 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 静电力探针显微技术 |
| 1.4.2 磁力探针显微技术 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 理论分析方法及三维有限元建模 |
| 2.1 有限元分析方法 |
| 2.2 Comsol有限元仿真软件的简介 |
| 2.3 静电力显微镜模拟方法 |
| 2.3.1 静电力分析方法 |
| 2.3.2 静电力探针系统的三维有限元建模 |
| 2.4 磁力显微镜模拟方法 |
| 2.4.1 磁场力分析方法 |
| 2.4.2 磁力探针系统的三维有限元建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 静电力探针静电场模拟 |
| 3.1 静电力计算与分析 |
| 3.2 静电力成像 |
| 3.3 电势分布 |
| 3.4 拟合解析方程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁力探针静磁场模拟 |
| 4.1 磁力计算与分析 |
| 4.2 磁力成像 |
| 4.3 磁通密度分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文 |
| 致谢 |
（2）含羧酸基团卟啉分子的组装与调控（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 分子纳米技术 |
| 1.2 固/液界面分子自组装 |
| 1.2.1 超分子化学 |
| 1.2.2 分子自组装的驱动力 |
| 1.2.3 影响分子自组装的外部因素 |
| 1.3 固/液界面主客体相互作用 |
| 1.4 扫描隧道显微镜(STM) |
| 1.4.1 扫描隧道显微镜简介 |
| 1.4.2 扫描隧道显微镜工作原理 |
| 1.4.3 扫描隧道显微镜工作模式 |
| 1.4.4 扫描隧道显微镜实验装置 |
| 1.5 选题意义与研究内容 |
| 2 IPETPP分子的自组装 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 STM实验 |
| 2.2.3 理论计算 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 IPETPP分子在较高溶液浓度的自组装 |
| 2.3.2 IPETPP分子在较低溶液浓度的自组装 |
| 2.3.3 DFT理论计算 |
| 2.4 小结 |
| 3 COR对IPETPP分子的调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 STM实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 COR与较高浓度IPETPP分子的共组装 |
| 3.3.2 COR与较低浓度IPETPP分子的共组装 |
| 3.3.3 DFT理论计算 |
| 3.4 小结 |
| 4 吡啶系列衍生物对IPETPP分子的调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 STM实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BPYB分子对IPETPP的调控 |
| 4.3.2 PEBP-C4、PEBP-C8分子对IPETPP的调控 |
| 4.3.3 DPE分子对IPETPP的调控 |
| 4.3.4 DFT理论计算 |
| 4.4 小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）利用扫描隧道显微镜研究O2和CO在Co（0001）表面的吸附及相互作用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 表面科学的应用及发展 |
| 1.2 表面吸附 |
| 1.3 O_2在金属表面的研究 |
| 1.4 费托合成反应 |
| 1.5 课题的研究思路、内容及意义 |
| 第2章 实验仪器和原理介绍 |
| 2.1 超高真空技术(Ultra-highVacuum,UHV) |
| 2.1.1 真空基础知识 |
| 2.1.2 真空获取和测量—真空泵与真空规 |
| 2.2 扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,STM) |
| 2.2.1 扫描隧道显微镜的工作原理 |
| 2.2.2 扫描隧道显微镜的工作模式 |
| 2.2.3 扫描隧道显微镜的结构及优缺点 |
| 2.3 表面分析方法介绍 |
| 2.3.1 低能电子衍射(LowEnergyElectronDiffraction,LEED) |
| 2.3.2 X射线光电子能谱(X-rayPhotoelectronSpectroscopy,XPS) |
| 2.3.3 俄歇电子能谱(AugerElectronSpectroscopy,AES) |
| 2.3.4 程序升温脱附谱(TemperatureProgrammedDesorption,TPD) |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 实验装置及样品制备介绍 |
| 3.1 近常压扫描隧道显微镜系统介绍 |
| 3.2 装置测试结果 |
| 3.3 Co(0001)表面的选择和制备及表征介绍 |
| 3.3.1 钴单晶的选择 |
| 3.3.2 钴单晶的晶体结构 |
| 3.3.3 Co(0001)样品的制备及表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 O_2在Co(0001)表面的吸附行为研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.3 O_2在Co(0001)表面的吸附 |
| 4.3.1 室温时O_2在Co(0001)表面的吸附 |
| 4.3.2 120 K~250 K时 O_2在Co(0001)表面的吸附 |
| 4.3.3 90K时 O_2在Co(0001)表面的吸附 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 O_2和CO在 Co(0001)表面的共吸附研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 CO在Co(0001)表面的吸附 |
| 5.3.1 CO吸附在Co(0001)表面的升温反应 |
| 5.4 O_2和CO在 Co(0001)表面的共吸附 |
| 5.4.1 实验方法 |
| 5.4.2 结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）高频复合超声扫描探针显微镜细胞亚结构成像与融合方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 亚细胞结构成像及其挑战 |
| 1.2 扫描显微镜测量技术 |
| 1.3 原子力显微镜(AFM) |
| 1.4 基于AFM的声学显微技术 |
| 1.5 图像融合 |
| 1.6 本文的项目背景与研究内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 高频复合超声扫描探针显微镜声学成像性能评估研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高频复合超声扫描探针显微镜 |
| 2.3 声学成像原理 |
| 2.4 扫描步骤 |
| 2.5 样品制备 |
| 2.6 成像实验结果 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 高频复合超声扫描探针显微镜亚细胞结构成像方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 细胞样品的制备方法 |
| 3.3 实验步骤 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于多尺度分解的AFAM细胞图像融合方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于多尺度分解的融合方法 |
| 4.3 融合图像评价指标 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于深度学习的AFAM细胞图像融合算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于深度学习的融合方法框架 |
| 5.3 融合图像评价指标 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 附录2 发表的学术论文与博士学位论文的关系 |
| 附录3 博士生期间参与的课题研究情况 |
（5）层状硒化物异质结的光电特性与物性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与发展现状 |
| 1.2 硅基光电探测器概述 |
| 1.2.1 硅基光电探测器基本类型及结构 |
| 1.2.2 硅PN结光探测器 |
| 1.2.3 硅MSM光探测器 |
| 1.2.4 硅单光子探测器 |
| 1.2.5 硅基PIN光电探测器 |
| 1.3 Sb_2Te_3与Bi_2Se_3 薄膜的简单介绍 |
| 1.4 薄膜异质结的简单介绍 |
| 1.5 本文的研究内容与结构安排 |
| 第二章 实验原理与方法 |
| 2.1 原理基本简介 |
| 2.1.1 薄膜的生长原理简介 |
| 2.1.2 硅基PN结基本原理介绍 |
| 2.2 薄膜常见的制备技术 |
| 2.2.1 物理气相沉积法 |
| 2.2.2 分子束外延技术 |
| 2.2.3 金属有机化学气相沉积法 |
| 2.2.4 磁控溅射技术 |
| 2.3 材料及器件物性表征 |
| 2.3.1 反射式高能电子衍射谱仪 |
| 2.3.2 X射线衍射仪 |
| 2.3.3 扫描隧道显微镜 |
| 第三章 Si(111)衬底上Bi_2Se_3 薄膜的制备及其与衬底之间的光电性质研究 |
| 3.1 实验简介 |
| 3.2 H-Si(111)衬底上Bi_2Se_3 薄膜及其异质结的物性研究 |
| 3.2.1 H-Si(111)衬底上Bi_2Se_3 薄膜的结构分析 |
| 3.2.2 H-Si(111)与Bi_2Se_3 薄膜异质结的研究 |
| 3.3 Bi-Si(111)衬底上Bi_2Se_3 薄膜及其异质结的物性研究 |
| 3.3.1 Bi-Si(111)衬底上Bi_2Se_3 薄膜物性研究 |
| 3.3.2 Bi-Si(111)与Bi_2Se_3 薄膜异质结的研究 |
| 3.4 H-Si(111)与Bi-Si(111)的表面态研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Sb_2Te_3 薄膜的制备及其与Si之间的光电性质研究 |
| 4.1 实验简介 |
| 4.2 H-Si(111)衬底上Sb_2Te_3 的物性研究 |
| 4.2.1 H-Si(111)衬底上Sb_2Te_3的XRD研究 |
| 4.2.2 H-Si(111)/Sb_2Te_3 的异质结特性研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 InP衬底上Bi_2Se_3 薄膜的制备及其与衬底之间的光电性质研究 |
| 5.1 实验简介 |
| 5.2 InP(111)A生长Bi_2Se_3 薄膜及其异质结光电特性的物性研究 |
| 5.2.1 InP(111)A生长Bi_2Se_3 薄膜的物性研究 |
| 5.2.2 InP(111)A/Bi_2Se_3 异质结的光电特性研究 |
| 5.3 InP(111)B生长Bi_2Se_3 薄膜及其异质结光电特性的物性研究 |
| 5.3.1 InP(111)B生长Bi_2Se_3 薄膜的物性研究 |
| 5.3.2 InP(111)B/Bi_2Se_3 异质结的光电特性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（6）扫描探针技术的原位纳米器件制备及表征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 扫描探针技术介绍 |
| 1.1.1 扫描探针技术发展历史 |
| 1.1.2 扫描探针显微镜工作原理 |
| 1.2 纳米加工方法 |
| 1.2.1 基于扫描探针技术的纳米加工 |
| 1.2.2 基于光刻技术的纳米加工 |
| 1.3 扫描探针技术调控材料特性 |
| 1.4 扫描探针技术调控AlGaN/GaN异质结 |
| 1.4.1 GaN基材料介绍 |
| 1.4.2 GaN基异质结2DEG的形成 |
| 1.4.3 小尺寸GaN基 HEMT |
| 1.5 本文研究的内容和意义 |
| 第二章 纳米刻蚀设备 |
| 2.1 台阶仪 |
| 2.1.1 台阶仪介绍 |
| 2.1.2 台阶仪刻蚀结果分析 |
| 2.2 纳米压痕仪 |
| 2.2.1 纳米压痕仪TI980介绍 |
| 2.2.2 压痕仪刻蚀结果分析 |
| 2.3 原子力显微镜 |
| 2.3.1 原子力显微镜的成像模式 |
| 2.3.2 原子力显微镜刻蚀结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 AlGaN/GaN材料的原位纳米刻蚀和表征分析 |
| 3.1 AlGaN/GaN材料刻蚀准备 |
| 3.1.1 AlGaN/GaN材料结构 |
| 3.1.2 刻蚀前蒸金属 |
| 3.2 原子力显微实现纳米刻蚀 |
| 3.2.1 探究刻蚀力度与深度的关系 |
| 3.2.2 探究刻蚀次数与深度的关系 |
| 3.3 微观下的刻蚀结果和电学性质表征 |
| 3.3.1 实验一:分区域纳米刻蚀及电学测量实验 |
| 3.3.2 实验二:同区域纳米刻蚀及测量实验 |
| 3.3.3 实验三:图形化纳米刻蚀及测量实验 |
| 3.4 宏观下的电学性质表征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 AlGaN/GaN HEMT器件的原位纳米刻蚀及特性调控 |
| 4.1 两端AlGaN/GaN器件的纳米刻蚀及特性调控 |
| 4.1.1 探究刻蚀能否调控两端器件特性 |
| 4.1.2 探究刻蚀深度与器件特性调控的关系 |
| 4.2 三端AlGaN/GaN器件的纳米刻蚀及特性调控 |
| 4.2.1 三端器件微观刻蚀结果 |
| 4.2.2 三端器件宏观验证结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 纳米刻蚀方法制备小尺寸器件 |
| 5.1 GaN基肖特基二极管结构 |
| 5.2 纳米刻蚀原位制备小尺寸器件 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）固-液界面氢键网络结构及动力学的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 无处不在的固-液界面 |
| 1.2 扫描隧道显微镜对固-液界面的研究现状 |
| 1.2.1 界面水结构及相互作用 |
| 1.2.2 水合物 |
| 1.2.3 氢键动力学 |
| 1.3 本论文的内容安排 |
| 第2章 实验技术与原理 |
| 2.1 扫描隧道显微镜 |
| 2.2 工作原理 |
| 2.2.1 量子隧穿效应 |
| 2.2.2 微分电导谱 |
| 2.3 基本功能 |
| 2.3.1 表面形貌成像 |
| 2.3.2 微分电导谱测量 |
| 2.3.3 原子分子操纵功能 |
| 2.4 系统组成 |
| 2.4.1 扫描器 |
| 2.4.2 控制系统 |
| 2.4.3 超高真空系统 |
| 2.4.4 低温系统 |
| 2.4.5 减震系统 |
| 2.5 针尖与样品的制备 |
| 2.5.1 针尖的刻蚀与处理 |
| 2.5.2 样品的制备与表征 |
| 第3章 Au(111)表面水团簇结构的高清表征 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 样品的制备与表征 |
| 3.2.1 Au(111)表面的处理与表征 |
| 3.2.2 水分子的提纯与蒸镀 |
| 3.3 水分子功能化的针尖 |
| 3.4 水团簇结构的高清表征 |
| 3.4.1 水团簇基本单元的高清识别 |
| 3.4.2 水六聚体构型的确认 |
| 3.5 第一性原理计算与范德华修正 |
| 3.6 总结 |
| 第4章 一维水分子链与氢键动力学 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 体系的制备与表征 |
| 4.2.1 Au(111)表面的制备与表征 |
| 4.2.2 分子样品的提纯与蒸镀 |
| 4.3 Zigzag型与Armchair型一维水分子链 |
| 4.3.1 一维水分子链的高清分辨 |
| 4.3.2 以羟基为截止的特征结构 |
| 4.4 针尖诱导的氢键动力学过程 |
| 4.4.1 质子转移过程 |
| 4.4.2 构型转变过程 |
| 4.5 总结 |
| 第5章 时间分辨扫描隧道显微镜的升级与测试 |
| 5.1 时间分辨扫描隧道显微镜简介 |
| 5.1.1 时空分辨极限：飞秒-埃技术 |
| 5.1.2 工作原理 |
| 5.1.3 研究现状 |
| 5.2 光耦合扫描隧道显微镜的升级与调试 |
| 5.2.1 新一代Scanner的制作 |
| 5.2.2 测试 |
| 5.3 超快光路的升级与调试 |
| 5.3.1 光路设计 |
| 5.3.2 激光与隧穿结的耦合 |
| 5.4 测量方法的升级 |
| 5.5 时间分辨扫描隧道显微镜的测试 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及发表文章目录 |
| 致谢 |
（8）四探针扫描隧道显微镜的彻底改造及石墨烯输运性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 重要缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 扫描隧道显微镜的原理与应用 |
| 1.1.1 隧穿效应 |
| 1.1.2 压电效应与逆压电效应 |
| 1.1.3 反馈回路 |
| 1.1.4 振动隔绝系统 |
| 1.1.5 扫描隧道显微镜的应用 |
| 1.2 多探针扫描隧道显微镜的发展和应用 |
| 1.2.1 多探针扫描隧道显微镜的发展 |
| 1.2.2 四探针扫描隧道显微镜的应用 |
| 1.3 石墨烯输运研究背景介绍 |
| 1.3.1 石墨烯的生长、转移以及器件测试方法 |
| 1.3.2 石墨烯晶界的结构、定位和输运表征方法 |
| 1.3.3 四探针系统在石墨烯输运研究中的应用 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第二章 四探针扫描隧道显微镜系统的彻底改造 |
| 2.1 背景介绍 |
| 2.1.1 四探针扫描隧道显微镜发展与应用概述 |
| 2.1.2 OMICRON UHV Nanoprobe系统概述 |
| 2.1.3 OMICRON UHV Nanoprobe系统的设计缺陷 |
| 2.2 升级改造方案 |
| 2.2.1 减振隔离与磁阻尼 |
| 2.2.2 热连接和热屏蔽 |
| 2.2.3 机械设计 |
| 2.2.4 系统零部件的更新 |
| 2.2.5 分时复控电路单元 |
| 2.3 彻底改造后的成果 |
| 2.3.1 减振与磁阻尼系统 |
| 2.3.2 热屏蔽罩与热连接部分 |
| 2.3.3 扫描结构 |
| 2.3.4 部件的替换与装配 |
| 2.3.5 分时复控电路单元进展 |
| 2.4 测试结果 |
| 2.4.1 环境振动测试 |
| 2.4.2 功率密度谱测试 |
| 2.4.3 STM成像测试 |
| 2.4.4 变温测试 |
| 2.4.5 电输运测试 |
| 2.5 后续改进展望 |
| 2.5.1 音叉型AFM与光纤探针 |
| 2.5.2 MBE系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 毫米尺寸单晶石墨烯的形貌和输运性质研究 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 铜箔上石墨烯的生长与STM表征 |
| 3.2.1 毫米尺度石墨烯的CVD生长 |
| 3.2.2 铜箔上石墨烯的STM表征 |
| 3.3 二氧化硅衬底上石墨烯 |
| 3.3.1 二氧化硅衬底上石墨烯的光学与拉曼表征 |
| 3.3.2 石墨烯褶皱的AFM与STM表征 |
| 3.4 四探针法输运测试 |
| 3.4.1 基于van der Pauw方法的四探针输运测试 |
| 3.4.2 石墨烯的局域输运性质 |
| 3.4.3 石墨烯边界的输运测量 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多晶石墨烯晶界的输运性质研究 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 四探针法测量二氧化硅上石墨烯晶界的电阻率 |
| 4.2.1 测量方法与扩展模型 |
| 4.2.2 两侧单晶石墨烯二维电阻接近时的ρ_(GB)/ρ_(wrinkle) |
| 4.2.3 两侧单晶石墨烯二维电阻不同时的ρ_(GB) |
| 4.3 石墨烯晶界/褶皱处的迁移率 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及发表文章目录 |
| 博士阶段参加的学术会议 |
| 致谢 |
（9）在Si（111）-7×7表面上自组织生长Cd纳米团簇阵列（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 纳米科技 |
| 1.2 低维纳米结构的制备与表征 |
| 1.3 纳米团簇 |
| 1.4 薄膜生长理论 |
| 1.5 本论文的结构与安排 |
| 第2章 实验技术及原理 |
| 2.1 超高真空技术 |
| 2.1.1 真空定义 |
| 2.1.2 超高真空的获得 |
| 2.1.3 超高真空的测量 |
| 2.2 分子束外延技术 |
| 2.3 低温技术 |
| 2.4 扫描隧道显微镜 |
| 2.4.1 扫描隧道显微镜的基本原理 |
| 2.4.2 扫描隧道显微镜的工作模式 |
| 2.4.3 扫描隧道谱（STS） |
| 2.4.4 针尖的制备与清洁 |
| 2.4.5 扫描隧道显微镜基本构造 |
| 2.5 实验仪器介绍 |
| 第3章 在Si(111)-7×7 表面上自组装生长Cd纳米团簇阵列 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Si(111)-7×7 重构表面的DAS模型 |
| 3.3.2 室温沉积 |
| 3.3.3 Cd纳米团簇的稳定结构和电子性质 |
| 3.3.4 二维Cd纳米团簇阵列的制备 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间论文发表情况 |
（10）Si（111）-7×7表面上Cd（0001）薄膜的透明性：原子尺度下的界面成像（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 纳米科学技术 |
| 1.2 低维纳米材料的制备与表征 |
| 1.3 薄膜材料与薄膜技术 |
| 1.3.1 薄膜材料的制备 |
| 1.3.2 薄膜材料的性质和分类 |
| 1.3.3 成核理论及薄膜生长 |
| 1.4 傅里叶变换 |
| 1.5 论文结构及研究意义 |
| 第二章 实验技术与原理 |
| 2.1 超高真空技术 |
| 2.2 低温技术 |
| 2.3 分子束外延技术 |
| 2.4 扫描隧道显微镜 |
| 2.4.1 STM的基本构造 |
| 2.4.2 STM的工作原理 |
| 2.4.3 STM的工作模式 |
| 2.4.4 扫描隧道谱 |
| 第三章 Si(111)-7×7 表面上Cd(0001)薄膜的透明 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 横向分辨率和表面粗糙度的差异性 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究生期间发表论文情况 |
四、纳米科技的眼睛和手——扫描隧道显微镜（论文参考文献）
- [1]静电/磁力探针表征介电及铁磁纳米薄膜有限元电磁场模拟[D]. 任贺. 哈尔滨理工大学, 2021(02)
- [2]含羧酸基团卟啉分子的组装与调控[D]. 马春雨. 北京交通大学, 2021
- [3]利用扫描隧道显微镜研究O2和CO在Co（0001）表面的吸附及相互作用[D]. 唐登芳. 浙江师范大学, 2021(02)
- [4]高频复合超声扫描探针显微镜细胞亚结构成像与融合方法研究[D]. 李晓庆. 华中科技大学, 2020(01)
- [5]层状硒化物异质结的光电特性与物性研究[D]. 潘绪杰. 电子科技大学, 2020(07)
- [6]扫描探针技术的原位纳米器件制备及表征研究[D]. 黄玉瑶. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [7]固-液界面氢键网络结构及动力学的研究[D]. 董安宁. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2019(09)
- [8]四探针扫描隧道显微镜的彻底改造及石墨烯输运性质研究[D]. 马瑞松. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2017(12)
- [9]在Si（111）-7×7表面上自组织生长Cd纳米团簇阵列[D]. 郝少杰. 西南大学, 2017(02)
- [10]Si（111）-7×7表面上Cd（0001）薄膜的透明性：原子尺度下的界面成像[D]. 肖华芳. 西南大学, 2017(02)