一、家用电器与纳米科学——访复旦大学材料系华中一教授（论文文献综述）
曹思[1]（2011）在《电子器件中铜及ITO薄膜电极的腐蚀行为研究》文中认为铜薄膜由于具有优良的电学、热学与力学综合性能,在电子器件中获得了广泛的应用。许多功能器件如传感器、光电存储器中大量涉及铜薄膜材料。随着电子器件尺寸减小,膜的大气隔层厚度降低,制造与使用中的腐蚀影响不容忽视,薄膜氧化就是其中的一个重要方面,因为这将导致薄膜的损伤,还有器件性能的降低或失效。在实际应用环境中,还不可避免有水汽的影响。澄清薄膜的氧化规律对特殊结构膜的制备、可控纳米结构的实现、薄膜结构的稳定性以及薄膜应用与失效分析等都具有重要意义。氧化铟锡（Indium Tin Oxide, ITO）透明导电薄膜,诞生五十多年以前,是一种重要的光电材料。ITO薄膜既有高导电性,又在可见光范围内有很高的透光性,且在红外光范围内有很高的反射性,在光电产业中有着广阔的应用前景。具体在太阳能电池、平板显示、气敏器件、节能建筑窗和航空航天领域它都已经得到了广泛的应用。在电子器件中ITO薄膜常常作为电极浸入相应的溶液体系里,或者电化学沉积其它物质构成太阳能电池,亦或作为基板电镀上需要进行光谱分析和电化学分析的反应物。因此它在上述体系中的电化学稳定性就是一个至关重要的问题。本文选取铜薄膜和ITO透明导电薄膜为研究对象。首先研究了金属铜薄膜体系在水汽中的氧化行为,利用同位素示踪法分析其氧化传质规律,构建了铜薄膜湿法氧化的传质模型。其次系统研究了ITO透明导电薄膜在碱性溶液中的阴极极化反应规律,运用电化学阻抗谱的方法分析了ITO薄膜阴极极化腐蚀的等效电路及其电极元件的各项参数在腐蚀过程中的变化,并了解了溶液各参数对ITO阴极极化反应速率和程度影响的规律。得到以下结论：1.同位素示踪法是一种有效且直接的探明材料氧化微观传质机制的方法。具体过程是,首先对Cu薄膜样品先后通H216O和H2180蒸汽,然后采用二次离子质谱（SIMS）,分析同位素元素16O与18O氧化膜中的计数分布及其变化规律,最后根据SIMS谱图讨论Cu薄膜氧化微观传质机制。2.研究了铜薄膜体系在水汽中的氧化传质机制。由在H216O/H218O中各1.5小时接续氧化后的SIMS计数-溅射时间图可以看出,在对数坐标下随着溅射时间的增加,也即溅射深度的增加,16O原子在膜内分布缓慢下降,而18O原子计数则呈现上升的趋势。说明在300℃下,水汽环境中Cu的氧化机制为水分子短路扩散机制,也即同位素H218O通过氧化膜短路扩散进入内表面与Cu反应,在扩散过程中不会直接替换氧化膜网格上的160原子。3.确立了电化学阻抗谱在ITO薄膜电化学腐蚀表征方面的应用。利用电化学阻抗谱表征了ITO薄膜阴极极化腐蚀的过程。具体即选取时长3000s的ITO薄膜阴极极化J-t曲线中8个典型时间节点,通过这8个处于不同反应阶段的样品进行电化学阻抗谱分析,来了解ITO薄膜阴极极化腐蚀过程中其与溶液界面电极系统的各项参数,从而获得ITO薄膜阴极极化腐蚀反应的详细过程和机理。同时也证明了EIS可以用于ITO薄膜电化学腐蚀的表征。4.了解了ITO薄膜阴极极化的过程。根据电化学阻抗谱图建立了ITO薄膜阴极极化腐蚀样品的等效电路图。根据拟合结果可以看出,ITO薄膜极化腐蚀过程中,双电层电容不断增大,传递电阻不断减小,由薄膜表面吸附物即腐蚀产物金属态In的弛豫效应引起的电感也处于不断减小的过程。5.证实了ITO薄膜在碱性溶液中阴极极化腐蚀速度和程度受溶液pH值、温度、Cl-浓度等参数的影响。在溶液pH值为碱性的溶液内,由电化学阻抗谱的结果可以看出,溶液pH值的增加使得腐蚀速率加快,方块电阻的测量表明腐蚀程度也随之增强；在0.1mol/L的NaOH溶液体系下,温度的上升明显提高了ITO薄膜阴极极化的速度和程度；Cl-离子浓度的增加也能起到同样的影响。
邹慧[2]（2011）在《DD3单晶高温合金强流脉冲电子束表面改性研究》文中指出强流脉冲电子束（HCPEB）是一种新型的材料表面改性高密度能量束,可使材料表面获得优异的性能,并日益受到科研工作者的广泛关注。强流脉冲电子束作用到材料表面后,高密度的能量流（108109 W/cm2）会在瞬时（几纳秒到几微秒）注入到材料的表层,使表层材料出现熔化、蒸发以及快速凝固等效应,从而引起材料表面的变形,产生特殊的改性效果,例如提高材料表面硬度、耐热腐蚀和耐氧化等性能。本文选取DD3镍基单晶高温合金,应用强流脉冲电子束对其表面进行轰击处理（轰击次数分别为1次,5次,10次和20次）,进行表面改性效果研究。改性处理后试样的横截面显微硬度测试结果表明,经过轰击以后的高温合金近表层几百微米范围内出现显微硬度值升高的现象,硬度曲线呈现出特别的分布规律:表面的硬度值比基体的高（经过1次轰击的除外）,硬度值在距表面50μm左右处达到最小值（远小于基体）,在距离表面100μm处,硬度再次出现一个峰值,而当达到约350μm处时接近基体的硬度。经强流脉冲电子束5次轰击后,合金表层显微硬度值最高。对经过强流脉冲电子束轰击后的DD3表面进行耐热腐蚀和耐高温氧化的性能测试,结果表明轰击提高了合金的耐热腐蚀和耐高温氧化性能,并随着轰击次数的增加其耐热腐蚀和耐高温氧化性能都相应增强。为了解强流脉冲电子束轰击DD3合金后表面熔坑的形成特点,本研究对合金表层温度场进行了模拟,结果表明合金初始熔化位置在表面下方0.4μm处,熔化开始时间为0.2μs,热影响区可达30μm左右。由于强流脉冲电子束的作用时间极短,可以把经过轰击后材料的瞬态保留下来,因而可以通过显微观察得到材料表面经轰击后的微观结构及缺陷在不同阶段的形态。本研究利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X-ray衍射仪、电子背散射衍射（EBSD）仪、正电子湮没等技术分析研究了DD3镍基单晶高温合金经强流脉冲电子束改性后表层显微组织结构的变化。通过测试发现:DD3镍基单晶高温合金经电子束轰击处理后试样表面出现了不同形貌的熔孔,最多的为火山坑（craters）形貌,部分试样表面还出现波状起伏和熔滴结构。DD3合金表面经强流脉冲电子束轰击以后,表面成分偏析明显减少,表层组织更加均匀。经强流脉冲电子束轰击以后,表层熔体由于冷基体的导热而急速冷却,可以得到亚微晶和纳米晶等非平衡态组织,且聚集了大量的空位和高密度的位错。本文通过微观表征阐释了经强流脉冲电子束轰击后DD3镍基单晶高温合金表面性能提高的原因:由于白层组织的产生,以及合金表层出现的织构、大量的孪晶界、亚晶界和超细晶粒,提高了合金的抗腐蚀和抗氧化能力;大量位错的产生和γ′相的规则化提高了表面改性层的硬度。
李先懿[3]（2010）在《纳米结构M-TCNQ的应用研究》文中研究说明纳米科技是21世纪科学发展的主流之一,是渗透于现代科学各个领域的大跨度科学,具有十分广阔的发展前景。纳米科技是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术。同时,纳米科技又推动先进科学技术的进步,其中包括传感器技术的发展。利用纳米技术制作的传感器具有尺寸小、精度高、响应快、功耗低等优点。纳米传感器的制备及其相关研究逐渐成为一个新的方向。本文在系统介绍纳米材料、纳米传感器,M-TCNQ、石英晶体微天平（QCM）的基础上,研究了单根Cu-TCNQ纳米线的电学开关特性；提出了一种增强M-TCNQ场发射性能的方法；采用M-TCNQ纳米线阵列制作湿度传感器。主要内容如下：用溶液反应法制备了Cu-TCNQ纳米线,对其形貌和结构进行了表征。研究了单根Cu-TCNQ纳米线的电学开关特性。当外加电压增加到一定值,Cu-TCNQ纳米线从高阻态转变为低阻态。Cu-TCNQ单根纳米线与薄膜或体材料有相似的开关特性。研究了单根Cu-TCNQ纳米线电学开关特性的温度相关性。低温下,电流引起单根纳米线的白加热效应和外加电场共同影响其阻态转变。随着温度降低,Cu-TCNQ纳米线阻态转变的阈值电压增大。当温度低于160 K时,单根Cu-TCNQ纳米线出现负阻现象。分别对Cu-TCNQ和Ag-TCNQ纳米线阵列的场发射性能进行了测试。提出一种提高M-TCNQ纳米线阵列场发射电流密度,降低场发射开启电压的方法。添加金属缓冲层后,Ag-TCNQ的开启电压从9.7 V/μm下降到6 V/μm,Cu-TCNQ的开启电压从7.6 V/μm下降到2.2 V/μm。两种材料的场发射电流密度均增加了两个数量级。制备了场发射显示器件原型,场发射的亮度达810 cd/m2。制作了基于石英晶体微天平的聚醚酰亚胺（PEI）湿度传感器。在石英晶体微天平晶振表面原位生长Ag-TCNQ纳米线阵列。在11%-95%的相对范围内PEI展示了良好的湿敏性能,其频率变化约为2000 Hz。高湿度差对比下的响应时间和恢复时间分别为30秒和20秒。晶振表面的纳米结构有助于PEI湿敏性能的提高。本论文主要的创新点在于：（1）首次研究单根M-TCNQ纳米线在低温下的负阻效应；（2）在M-TCNQ纳米线场发射器件中引入缓冲层,改善其场发射性能；（3）制作了基于石英晶体微天平的PEI/Ag-TCNQ复合纳米结构的湿度传感器。
马赛[4]（2001）在《纳米家电叫声响 专家评说水分多》文中指出家电爱上纳米概念 以生产滚筒洗衣机而闻名的小鸭电器股票自上市以来，一直都是在沉寂中度过的。但于2000年中秋节前后，“小鸭电器”因在深交所连续暴涨三日而引起广泛关注。据悉，小鸭的暴涨得益于?
二、家用电器与纳米科学——访复旦大学材料系华中一教授（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、家用电器与纳米科学——访复旦大学材料系华中一教授（论文提纲范文）
（1）电子器件中铜及ITO薄膜电极的腐蚀行为研究（论文提纲范文）
| 目录 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 第一章 研究背景及文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铜薄膜与氧化腐蚀 |
| 1.2.1 铜薄膜在电子器件中的应用 |
| 1.2.2 铜薄膜的氧化腐蚀问题 |
| 1.2.3 金属薄膜的一般氧化过程 |
| 1.3 ITO透明导电薄膜与电化学腐蚀 |
| 1.3.1 ITO薄膜的基本结构与性能 |
| 1.3.2 ITO薄膜的制备技术 |
| 1.3.3 ITO薄膜在电子器件中的应用 |
| 1.3.4 腐蚀电化学行为 |
| 1.3.4.1 电化学分析 |
| 1.3.4.2 电极极化 |
| 1.3.4.3 电极系统的界面结构 |
| 1.4 相关研究现状与文献综述 |
| 1.4.1 铜薄膜的研究现状 |
| 1.4.2 ITO薄膜的研究现状 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 真空蒸镀法制备铜薄膜 |
| 2.2.1.1 真空蒸发设备 |
| 2.2.1.2 薄膜厚度控制 |
| 2.2.2 ITO电化学测试样品的制备 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 同位素示踪法 |
| 2.3.2 方块电阻法 |
| 2.3.3 循环伏安法 |
| 2.3.4 电化学阻抗谱 |
| 2.4 结构与性能表征 |
| 2.4.1 X射线衍射谱表征薄膜表面成分与结构 |
| 2.4.2 二次离子质谱表征薄膜浅层成分分布 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 同位素示踪法研究铜薄膜在水汽中的氧化传质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 氧化实验与氧化产物表征 |
| 3.2.1 氧化实验过程 |
| 3.2.2 氧化产物结构分析 |
| 3.2.3 同位素在氧化膜内的分布表征 |
| 3.3 微观扩散机制研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 电化学阻抗谱分析ITO薄膜的电化学腐蚀 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 EIS表征ITO薄膜电化学极化过程 |
| 4.2.1 ITO薄膜原样的EIS谱分析 |
| 4.2.2 ITO薄膜的电化学阴极极化 |
| 4.2.3 电化学阻抗谱表征极化过程 |
| 4.2.4 ITO薄膜的电化学腐蚀机理分析 |
| 4.3 环境参数对ITO薄膜电化学腐蚀的影响 |
| 4.3.1 溶液pH值 |
| 4.3.2 溶液温度 |
| 4.3.3 溶液氯离子浓度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 后记 |
（2）DD3单晶高温合金强流脉冲电子束表面改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电子束 |
| 1.2.1 电子束的发展历史 |
| 1.2.2 电子束表面改性技术分类 |
| 1.2.2.1 按入射电子束形式 |
| 1.2.2.2 按材料表面处理成效 |
| 1.2.3 电子束表面处理技术的特点 |
| 1.2.4 电子束材料表面改性的应用及研究现状 |
| 1.2.4.1 表面改性领域中的电子束技术 |
| 1.2.4.2 电子束表面改性应用现状 |
| 1.3 强流脉冲电子束 |
| 1.3.1 强流脉冲电子束表面改性国外研究现状 |
| 1.3.2 强流脉冲电子束表面改性国内研究现状 |
| 1.4 选题的目的和意义 |
| 第二章 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 DD3 单晶镍基高温合金 |
| 2.2 强流脉冲电子束表面改性实验 |
| 2.2.1 强流脉冲电子束设备的构造 |
| 2.2.2 强流脉冲电子束设备的工作原理 |
| 2.2.3 强流脉冲电子束装置的工艺参数 |
| 2.2.4 实验方法 |
| 2.3 表面改性层的显微硬度分布的测量 |
| 2.3.1 实验设备 |
| 2.3.2 实验方法 |
| 2.4 表面改性层的热腐蚀性能测试 |
| 2.4.1 热腐蚀的特征 |
| 2.4.1.1 第一种类型热腐蚀(HTHC) |
| 2.4.1.2 第二种类型热腐蚀(LTHC) |
| 2.4.2 热腐蚀试验设备 |
| 2.4.2.1 SRJX-8-13 高温箱式电阻炉 |
| 2.4.2.2 KSY-12-16(A)电炉温度控制器 |
| 2.4.3 热腐蚀试验内容及方法 |
| 2.4.3.1 热腐蚀盐的选择 |
| 2.4.3.2 热腐蚀反应温度的选择 |
| 2.4.3.3 热腐蚀实验 |
| 2.5 高温氧化实验 |
| 2.5.1 合金的高温氧化理论 |
| 2.5.2 实验设备 |
| 2.5.3 高温氧化实验内容及方法 |
| 2.5.3.1 试验方法的选择 |
| 2.5.3.2 试样处理 |
| 2.5.3.3 高温氧化实验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 样品表面改性层测试结果及分析 |
| 3.1 表面改性层的显微硬度分布 |
| 3.2 热腐蚀试验结果和讨论 |
| 3.2.1 热腐蚀后样品表面形貌 |
| 3.2.2 热腐蚀的成分分析和讨论 |
| 3.3 高温氧化试验结果和讨论 |
| 3.3.1 氧化增重实验结果 |
| 3.3.2 氧化膜外观分析 |
| 3.3.3 氧化膜表面形貌分析 |
| 3.3.4 氧化膜成分分析及氧化机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 电子束轰击材料表面的温度场数值模拟 |
| 4.1 传热过程和特点 |
| 4.2 模拟过程 |
| 4.2.1 计算方法的选择 |
| 4.2.2 温度场的数学物理模型 |
| 4.2.3 模拟结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 轰击后样品表面特征及实验分析 |
| 5.1 样品表面形貌和凹坑的形成机理 |
| 5.2 表面凹坑的密度分布 |
| 5.3 表面X-ray 衍射分析 |
| 5.4 表面织构分析 |
| 5.4.1 电子背散射衍射(EBSD)的形成原理及其包含的物理含义 |
| 5.4.2 EBSD 实验设备 |
| 5.4.3 表层织构分析 |
| 5.5 表面正电子湮没实验 |
| 5.5.1 正电子湮没谱学 |
| 5.5.2 实验仪器 |
| 5.5.3 正电子湮没多普勒展宽能谱 |
| 5.5.4 实验结果分析与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 强流脉冲电子束作用下DD3 显微组织表征 |
| 6.1 影响区显微组织的扫描电镜观察及分析 |
| 6.1.1 DD3 横截面影响区扫描电镜观察及分析 |
| 6.1.2 表面白层(white etched layer)扫描电镜观察及分析 |
| 6.2 横截面显微组织的扫描电镜观察及分析 |
| 6.3 表面显微组织的扫描电镜观察及分析 |
| 6.3.1 表面熔坑显微组织的扫描 |
| 6.3.2 表面显微组织的扫描 |
| 6.4 表面显微组织的透射电镜观察及分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）纳米结构M-TCNQ的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 纳米材料及纳米传感器 |
| 1.1 纳米材料及其分类 |
| 1.2 纳米材料的基本效应 |
| 1.3 纳米材料的制备 |
| 1.3.1 物理方法 |
| 1.3.2 化学方法 |
| 1.4 纳米材料的应用 |
| 1.5 纳米传感器 |
| 1.5.1 传感器概述 |
| 1.5.2 纳米传感器概述 |
| 1.5.3 纳米传感器的制备 |
| 1.6 几种典型的纳米传感器 |
| 1.6.1 纳米气敏传感器 |
| 1.6.2 纳米生物传感器 |
| 1.6.3 纳米化学传感器 |
| 第二章 M-TCNQ简介 |
| 2.1 金属有机配合物M-TCNQ的研究现状 |
| 2.2 M-TCNQ纳米材料的制备方法 |
| 2.2.1 溶液反应法的步骤 |
| 2.2.2 溶液反应法制备的M-TCNQ的形貌 |
| 2.2.3 蒸汽输运反应法的步骤 |
| 2.2.4 蒸汽输运反应法制备的M-TCNQ的形貌 |
| 2.3 M-TCNQ的晶体结构及电荷转移度 |
| 2.4 M-TCNQ的电学性质 |
| 第三章 石英晶体微天平介绍 |
| 3.1 石英晶体微天平简介 |
| 3.2 石英晶体微天平的工作原理 |
| 3.2.1 压电效应 |
| 3.2.2 晶体振荡器 |
| 3.2.3 质量负荷效应及Sauerbrey方程 |
| 3.3 石英晶体微天平的组成结构 |
| 3.3.1 探头 |
| 3.3.2 振荡电路 |
| 3.3.3 计数器 |
| 3.3.4 数据处理系统 |
| 3.4 石英晶体微天平的应用 |
| 3.4.1 QCM膜厚测量仪 |
| 3.4.2 QCM生物医学传感器 |
| 3.4.3 QCM化学传感器 |
| 第四章 M-TCNQ纳米线的电学性能 |
| 4.1 单根Cu-TCNQ纳米线的电学特性 |
| 4.1.1 实验 |
| 4.1.2 结果及讨论 |
| 4.1.3 小结 |
| 4.2 MTCNQ阵列的场发射性能 |
| 4.2.1 场发射概述 |
| 4.2.2 M-TCNQ场发射器件的制备 |
| 4.2.3 MTCNQ场发射性能 |
| 4.2.4 小结 |
| 第五章 基于QCM的酰亚胺湿度传感器 |
| 5.1 湿度及湿度传感器 |
| 5.2 QCM湿度传感器的基本原理 |
| 5.3 QCM湿度传感器的制备和表征 |
| 5.3.1 样品制备 |
| 5.3.2 湿度测试系统 |
| 5.4 实验结果与讨论 |
| 5.4.1 纳米结构对湿度测量的影响 |
| 5.4.2 PEI的湿敏特性 |
| 5.4.3 PEI传感器的湿度响应 |
| 5.4.4 循环试验 |
| 5.4.5 长时间老化测试 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、家用电器与纳米科学——访复旦大学材料系华中一教授（论文参考文献）
- [1]电子器件中铜及ITO薄膜电极的腐蚀行为研究[D]. 曹思. 复旦大学, 2011(01)
- [2]DD3单晶高温合金强流脉冲电子束表面改性研究[D]. 邹慧. 天津大学, 2011(05)
- [3]纳米结构M-TCNQ的应用研究[D]. 李先懿. 复旦大学, 2010(03)
- [4]纳米家电叫声响 专家评说水分多[N]. 马赛. 中华工商时报, 2001