纳米粒子排布及其构筑纳米电子器件的研究

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1、上海交通大学博士后研究报告摘要本论文采用化学方法制各出粒径约10rma的Au纳米粒子，并用三种不同链长的烷基硫醇对其进行修饰，制备出Au纳米粒子的氯仿和甲苯溶液。测定了溶液的电导率随纳米粒子浓度增加时的变化规律，发现在本文测试浓度范围内均存在一个临界浓度值。当低于临界浓度值时，溶液的电导率随溶质浓度的增加而迅速增加；而当溶液浓度超过临界浓度值对，溶液电导率的增加缓慢。在整个浓度范围内，当Au纳米粒子分别被十二、十四和十六烷基硫醇修饰时，临界浓度值分别约为11．229／L、7．969／L和5．479／L。在相同浓度下，Au纳米粒子外面烷基硫醇的链长越短，其溶液的电导率越大。通过纳米粒子

2、排布技术将Au纳米粒子整齐排列在电极之间，得到单电子原型器件。测试样品室温下的I-v曲线，发现有库仑台阶出现。对于用电弧法制备的宏观纳米碳管束，分别用红外光源、冷光光源和正常目光光照，测试了它们对不同光源的敏感性，以及随温度变化电阻值的变化规律。结果表明，本文制备的宏观纳米碳管束对红外光源光照的敏感度高于冷光光源：随冷光光照时间的延长，纳米碳管束的电阻值接近线性减小，即其导电性能增强。当温度从室温升高至100℃时，宏观纳米碳管束的电阻值随温度的升高而减小，说明本文制备的宏观纳米碳管束具有半导体性。计算结果显示，本章所用宏观纳米碳管束的激活能在9．502～40．972KJ／mol范围内

3、。本论文还采用分子动力学的方法计算了在电场作用下二粒子体系中粒子的受力情况。计算结果与文献中的结果一致：而且在二粒子体系中，当接触角在O-90。范围内粒子在电场作用下会主动接触排列起来；并且当二粒子体系中的接触角达到700时，体系中的粒子从受吸引力转变为排斥力。关键词：纳米粒子，电导率，单电子原型器件，分子动力学上海交通大学博士后研究报告AbstractAunanoparticleshadbeensynthesizedbychemicalmethodwi血diameteroflOnm．ThreedifferentalkanethiolswereusedtoprotectAunanop

4、articles．witllwhichAunanoparticles／chloroformandAunanoparticles／toluenesuspensionswereprepared．DCconductivityofdifferentsuspensionswasinvestigated．TheelectricalconductivityofsamplesincreasedwimtheconcentrationofAunanoparticles，andarapidincreaseinconductivityWaSobservedwhentheconcentrationincrea

5、sedfromlowvaluetoamoderatevalue．TheconductivityincreasedslowlywhentheconcentrationWaSlargerthanthemoderatevalue．Themoderateconcentrationvalueswere11．229／L，7．969／Land5．479／LwhenAunanoparticleswereencapsulatedbydodecanethiol，tetradecanethiolandhexadecanethiol，respectively．Theshorterthemolecularch

6、ainoutsideAunanoparticles，thelargertheconductivityforAunanoparticlesinitssuspensionatthesarlleconcentrationvalue．Aunanoparticlemonolayerhadbeenarrangedandtransferredbetweenthemicroetectrodes．I-VcurveforthesamplesatroomtemperaturewasobtainedandColumnstageWasfoundthere．Macroscopicalcarbonnanotube

7、synthesizedbyarcmethodhadbeentestedoftheirsensitivitytoinfraredlight，coollightandnormallight．Thebunchofmacroscopicalcarbonnanotubewasmoresensitivetoinfraredlightthanthattocoollight．Theresistanceofthebunchofmacroscopicalcarbonnanot