国家自然科学基金专栏

我科学家首次制成氮化镓一维纳米新材料建设中的国家自然科学基金评审业务楼（左）与中德中心楼（模型清华大学范守善教授主持的研究组,在一维纳米材料的研究中取得重要进展。他们成功地制备出直径为３～４０纳米、长度达微米量级的氮化镓半导体一维纳米棒。碳纳米管是由...     

高k栅介质材料的研究进展

二氧化硅由于具有良好的绝缘性能及稳定的二氧化硅/硅衬底界面而长期用于晶体管技术.然而对于纳米线宽的集成电路,需要高介电常数(高k)的栅极介质材料代替二氧化硅以保持一定的物理厚度和优良的漏电性能.这些栅极候选材料必须有较高的介电常数,合适的禁带宽度,与硅衬底间有良好界面和高热稳定性.此外,其制备加工技术最好能与现行的硅集成电路工艺相兼容.本文阐述了选择高k栅介质材料的基本原则,介绍了典型高k栅介质材料性能及界面稳定性和高k栅介质材料在45纳米技术中的应用,并展望了高k栅介质材料的应用前景.     

敏感栅结构对应变片疲劳性能影响的研究

敏感栅作为金属丝式电阻应变片的核心测量元件,其疲劳特性直接影响测量工作的可靠性。为了探究敏感栅各结构参数对其疲劳寿命的影响,建立了简支梁-应变片三维有限元模型,采用正交试验法,研究了栅丝直径、栅丝长度、敏感栅弯数、栅丝间距对应变片疲劳寿命的影响。结果表明:随栅丝直径和栅丝间距增加及栅丝长度减小,应变片寿命增大;敏感栅弯数存在使应变片达到最大疲劳寿命的最优值;栅丝间距对应变片疲劳寿命的影响最大,而后依次为栅丝直径、弯数、栅丝长度;应变片寿命对栅丝直径的敏感度最高,对栅丝长度的敏感度最低。在所研究参数范围内,当栅丝直径为0.05mm、栅丝长度为7mm、弯数为5、栅丝间距为0.6mm时,应变片的疲劳寿命达到最大。     

zigzag型石墨烯纳米带电学性质第一性原理研究

采用第一性原理计算了zigzag型石墨烯纳米带的电学性质.计算结果表明:zigzag型石墨烯纳米带的能带结构与碳纳米带的宽度密切相关;掺杂Al原子的ZGNR显示半导体特性.计算结果能为石墨烯纳米带改性实验提供有效指导,有利于推动石墨烯纳米带在纳电子学方面的应用.     

走进神奇的量子世界

<正>厚积薄发恰逢其会1985年德国科学家因整数量子霍尔效应获得诺贝尔物理学奖;1998年,3个美国物理学家,包括华人物理学家崔琦先生,因发现分数量子霍尔效应而获得诺贝尔奖。石墨烯是2005年被发现的,属于半整数量的霍尔效应,在201 0年获得诺贝尔奖。所以从霍尔效应到霍尔效应的量子化,不管是在硅中、砷化镓中,还是石墨烯中,都因为奇特的量子效应斩获诺贝尔奖。2013年,我们清华大学的团队与     

锂离子电池石墨烯负极材料的制备与电化学性能

以天然石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨烯,在硼氢化钠为还原剂制备石墨烯材料。采用XRD、电化学阻抗谱技术（EIS）、电化学充放电测试和红外分析等方法表征了石墨烯的结构和电化学性能。结果表明,石墨烯首次放电容量为866．4mAhg^-1,首次充电容量为305．2mAhg^-1,库仑效率为35．2％。     

H~ —ISFET响应机理研究的现状

本文对响应氢离子的基础离子敏感场效应晶体管的响应机理进行了讨论,比较了不同的栅极敏感膜的ＰＨ响应灵敏度,并用Ｈ＋和栅极表面相互作用差异解释了不同敏感膜响应ＰＨ灵敏度的不同     

MOS场效应晶体管辐照特性的实验研究

通过对NMOS和PMOS场效应晶体管在^60coγ射线下的辐照实验，研究辐照对不同宽长比（W／L）及不同偏置电压下的MOS管的阈值电压及其转移特性的影响。实验证明辐照使MOS管的阈值电压负向漂移，辐照时非零栅源电压引起的MOS管阈值电压漂移明显大于零栅源电压情况，宽长比对阈值电压漂移量影响不大。     

电子革命的号角——量子反常霍尔效应

2013年4月10日,清华大学召开新闻发布会宣布,由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队首次在实验室中发现了量子反常霍尔效应。该成果已经在美国的《科学》杂志在线发表,而诺贝尔奖获得者、清华大学教授杨振宁称这是“诺贝尔物理学奖级别的论文”。     

纳米与纳米技术

纳米是一个长度计量单位。纳米用英语表述是nanometer,单词nano的意思是10亿分之一,单词meter即长度计量单位“米”。nanometer的中文意思是“10亿分之一米”。纳米也可简写为nm。1纳米到底有多长呢?1纳米的长度相当于三四个原子的宽度。我们也可以这样形象地来比喻一下:1纳米的长度相对于1厘米的长度来说,就好比是1厘米的长度相对于100公里的长度。可见纳米是一个非常非常微小的长度计量单位,它是现代高新科学技术中的一个“科技尺寸”。1959年,美国著名科学家、诺贝尔奖获得者理查德·费戈曼,在一篇题为《在底部还有很大空间》的演讲中说:…     

带阶梯栅氧的N-LDMOS晶体管热载流子退化分析(英文)

为了减小高压N-LDMOS器件的热载流子效应并维持其开态特性,提出了一种带有阶梯栅氧的新型N-LDMOS器件结构.与传统的N-LDMOS器件相比,其栅极下方Si-SiO2界面处的电场强度明显减弱,因而可以有效地减少器件的热载流子效应,而该阶梯栅氧结构可以通过功率集成电路工艺中普遍采用的栅氧生长方法进行2次栅氧生长来获得.采用TCAD仿真技术对传统的N-LDMOS器件和所提出的新型N-LDMOS器件的热载流子退化现象进行了对比和分析,并在维持原有器件特性参数的基础上得出了新型N-LDMOS器件中厚栅氧部分的最优长度.最后,通过选取某些特性参数进行了实际的器件退化测试,结果表明该新型N-LDMOS器件的热载流子退化现象得到了很大的改善.     

石墨烯在硅烷偶联剂水溶液中的分散性能（英文）

为了降低纳米石墨烯的团聚现象、提高其分散性能,采用6种硅烷偶联剂对纳米石墨烯颗粒进行了表面改性,并采用目测法、傅里叶红外光谱、透射电镜、拉曼光谱和X射线衍射等方法,对石墨烯在硅烷偶联剂水溶液中的分散性能进行了评价.结果表明:6种硅烷偶联剂对促进石墨烯在水溶液中分散有较好的效果,石墨烯分散液静置30 d未见明显沉降;以3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为例,石墨烯在KH-550水溶液种分散后,石墨烯表面的羧基和KH-550的氨基反应生成酰胺键,KH-550成功接枝在石墨烯表面,极性官能团在水中电离形成静电排斥效应,或亲水官能团与水分子形成氢键,提高了石墨烯的分散稳定性;分散后的石墨烯呈卷曲状态,含大量褶皱,厚度大致3～4层厚,层间距约为0.65 nm,晶格完整,缺陷减少.纳米石墨烯在在硅烷偶联剂水溶液中的分散性较好,可用于制备水泥基复合材料.     

一滴水能发电的奥秘——石墨烯展现新功能

<正>当一滴水在石墨烯表面滚动,石墨烯敏锐地"觉察"到了细微的运动,并产生约1V的电压,持续输出电流。这奇妙的一幕发生在浙江大学信息电子工程学院的实验室,林时胜(图1)课题组发文阐述了这一现象的奥秘,明确指出衬底(支撑材料)在石墨烯水流感应电压产生过程中扮演着关键角色。这一研究将为开发新型纳米发电机或石墨烯功能器件提供理论指导。石墨烯是世界上最薄的材料,只有一个原子那么厚(0.3 nm,是A4纸张的10万分之一,头发丝的50万分之一)。     

最长的碳纳米管

爬上"梯子"摘星星,坐着"电梯"登月亮。这些科幻的场景,将有可能成为现实。不久前,清华大学一科研团队成功制备出单根长度达半米以上的碳纳米管,创造了新的世界纪录,这也是目前所有一维纳米材料长度的最高值。碳纳米管是迄今发现的力     

一种新的栅跟踪电路混合电压CMOS I/O缓冲器

基于栅跟踪电路实现了3.3V/5V混合电压工作的CMOS I/O缓冲电路。0.25μm标准CMOS工艺模型仿真结果表明,该缓冲电路中的PMOS管栅极电位和N阱偏置电位可快速跟踪PAD电压变化,有效避免信号变化时可能产生的泄漏电流和栅氧化层可靠性问题。     

O-house:清华同学建会学习的家

正"各位亲,本周五下午3:30工地见,咱们一起盖房子啦!"这是清华大学太阳能竞赛团队微博上的一条信息。不要怀疑,他们去的就是工地,干的活儿就是盖房子,而他们的工地就在清华大学东北区的游泳馆旁边。只不过他们要盖的这所房子有点特殊,号称"零耗能"、"可拆装",还是一个"会学习的家"。50多名学生的建筑队这所房子其实是清华大学太阳能竞赛团队为参加国际太阳能十项全能竞赛设计并亲手建造的。"太阳能十项全能竞赛"是由美国能源部于2001年发起并于2002年首次主办的,面对全球高校的住宅建设与可再生能源     

探析石墨烯的物理性质和应用

作为新型纳米材料的石墨烯是从石墨中提取出来的,具有科学研究价值大以及实用性强的优势,并在物理应用以及电子科技等众多行业中得到了广泛运用。虽然石墨烯研究成功时间较短,但是其经过深度研究与发展之后,可以代替硅胶材料以及晶体管的使用。本文通过介绍石墨烯的组成结构和物质理性,深入探寻石墨烯的应用方向。     

光栅长度对光纤Bragg光栅慢光的影响

运用数值计算的方法研究了光栅长度对光纤Bragg光栅慢光的影响,并重点分析了优化后的慢光特性.结果表明:随着光栅长度的增大光纤Bragg光栅的慢光时延量不断增大,增长的幅度也在增大;且一定带宽的谐振峰两边的旁瓣加强;优化参数后在光栅长度为42.5 cm处得到了群速度为c/98的慢光,且慢光谱中心频率的右侧边带产生了很大的振动.     

石墨烯物理性质及应用研究

石墨烯是从石墨材料中剥离出来的新型纳米材料,自被成功剥离以来,其科研价值和实用价值得到了广泛认可,且在材料、物理、电子等领域展现了广阔的应用前景,经过短短十几年的时间,石墨烯及其相关产品的研发应用在世界各地广泛展开,石墨烯成为取代硅胶材料和晶体管的新材料.本文主要就石墨烯的物理性质和应用进行研究,希望增加大家对石墨烯的了解.     

清华北大加盟edX 将建我国在线教育平台

本刊讯2013年5月21日,edX(哈佛大学和麻省理工学院在线课程项目)宣布新增15所高校的在线课程项目。在除澳大利亚、欧洲、美国的高校之外,edX首次增加了包括清华大学、北京大学、香港大学、香港科技大学、日本京都大学、韩国首尔大学等在内的6所亚洲高校。这15所高校的加入,将为edX带来更为丰富和多样化的课程。目前,共有27所大学加入edX。清华大学、北京大学正式加盟edX,成为edX的首批亚洲高校成员。为此,清华大学将配备高水平教学团队与edX对