一、纳米器件研究与应用的最新发展（论文文献综述）
韩鹏博,徐赫,安众福,蔡哲毅,蔡政旭,巢晖,陈彪,陈明,陈禹,池振国,代淑婷,丁丹,董宇平,高志远,管伟江,何自开,胡晶晶,胡蓉,胡毅雄,黄秋忆,康苗苗,李丹霞,李济森,李树珍,李文朗,李振,林新霖,刘骅莹,刘佩颖,娄筱叮,吕超,马东阁,欧翰林,欧阳娟,彭谦,钱骏,秦安军,屈佳敏,石建兵,帅志刚,孙立和,田锐,田文晶,佟斌,汪辉亮,王东,王鹤,王涛,王晓,王誉澄,吴水珠,夏帆,谢育俊,熊凯,徐斌,闫东鹏,杨海波,杨清正,杨志涌,袁丽珍,袁望章,臧双全,曾钫,曾嘉杰,曾卓,张国庆,张晓燕,张学鹏,张艺,张宇凡,张志军,赵娟,赵征,赵子豪,赵祖金,唐本忠[1]（2022）在《聚集诱导发光》文中提出聚集诱导发光（AIE）是唐本忠院士于2001年提出的一个科学概念,是指一类在溶液中不发光或者发光微弱的分子聚集后发光显着增强的现象。高效固态发光的AIE材料有望从根本上解决有机发光材料面临的聚集导致发光猝灭难题,具有重大的实际应用价值。从分子内旋转受限到分子内运动受限,从聚集诱导发光到聚集体科学,AIE领域已经取得了许多原创性的成果。在本综述中,我们从AIE材料的分类、机理、概念衍生、性能、应用和挑战等方面讨论了AIE领域最近取得的显着进展。希望本综述能激发更多关于分子聚集体的研究,并推动材料、化学和生物医学等学科的进一步交叉融合和更大发展。
孙富钦,陆骐峰,张珽[2]（2021）在《柔性仿生触觉感知技术：从电子皮肤传感器到神经拟态仿生触觉感知系统》文中提出随着人工智能和大数据等信息技术的不断进步,仿生智能触觉感知技术快速发展并推动了人机融合、仿生机器人等领域的显着进步。作为其中重要的一部分,柔性仿生触觉感知器件由于在物理形态上与生物体具有较好的兼容性,近年来受到了广泛的关注。通过模仿生物皮肤,开发了不同结构和功能的柔性电子皮肤触觉传感器,实现触觉传感功能。然而随着数据量的不断增加,传统基于冯·诺依曼架构的触觉传感器面临着信息处理能力和能源效率的瓶颈,无法适应未来低功耗、智能感知的发展趋势。得益于生物神经系统高度并行的网络结构以及其事件触发式的处理模式,生物感知系统能够以更低的功耗实现对外界信号的感知,并通过调节突触权重来实现数据处理和记忆功能。因此模仿生物触觉感知系统,利用柔性触觉传感器与人工突触器件构建柔性神经拟态触觉感知系统是发展下一代低功耗与高生物兼容性的仿生触觉感知系统的新型范式。在本文中,我们对近年来柔性仿生触觉感知器件及系统的发展进行了综述,从不同类型的仿生电子皮肤触觉传感器件,到基于人工突触器件的神经拟态触觉感知系统都进行了整理和总结,分析了与神经拟态触觉感知系统相关的主要挑战和机遇,并提出了潜在的解决方案和建议。
张祎[3]（2021）在《二硫化钼纳米薄膜生物传感器的构建及其性能研究》文中研究表明新型疾病与癌症逐渐表现出早期诊断困难,晚期无法治愈的特点,迫切需要发展高灵敏探测技术实现对疾病早期超低浓度目标物的快速、准确诊断。由于具有灵敏度高、响应速度快、制备成本低廉、小型化可集成的特点,基于纳米材料半导体的生物传感器备受关注。特别是二硫化钼（MoS2）纳米薄膜生物传感器,相比于石墨烯和其它体半导体材料,其合适的禁带宽度在生物传感器应用中对生物目标物拥有更好的生物兼容性以及更低的探测极限,在低浓度复杂生物样品的探测中具有天然的优势。目前纳米MoS2生物传感器已经实现了对DNA、RNA以及蛋白等各类生物分子的探测,但依然存在器件重复性差、生物功能化手段复杂、目标探测极限不够低等问题。为此,本论文对MoS2薄膜生物传感器的材料合成、生物功能化方法以及器件结构方面进行了深入的研究,优化了二维MoS2纳米薄膜的制备工艺,制备出高性能水平的场效应晶体管（FET）器件;设计了新的生物功能化方法,提升了传感器对生物目标物的探测性能;改进了传感器的结构,使其具备可重复利用的能力。主要研究内容与取得的结果如下:一、MoS2纳米薄膜的制备与微观结构（1）改进了机械剥离法制备MoS2薄膜工艺,利用制备的带标记的衬底,成功获取了可定位的少层MoS2薄膜。拉曼（Raman）光谱显示薄膜在E2g1=382 cm-1和A1g=404 cm-1特征峰处呈现出极窄的半高宽,表明薄膜晶体质量很高;原子力显微图像（AFM）显示薄膜厚度被控制在4～6nm,表明改进工艺提高了薄膜均匀性。（2）在化学气相沉积两步法的基础上设计了一种图形化MoS2薄膜阵列的生长方法。实现了对MoS2薄膜形状、大小与厚度的精确控制。Raman和AFM表明,MoS2薄膜选择性生长在了沉积有钼金属的区域,并获得了厚度为4nm的高质量长方形薄膜阵列,解决了生物传感器中材料大规模定制的难题。二、MoS2基生物传感器的生物功能化及其前列腺癌抗原（PSA）探测（1）利用光刻工艺制备了 MoS2基FET器件,研究了器件输出的和转移特性。线性的Ids-Vds曲线表明器件拥有良好的欧姆接触特性,Ids-VG,back曲线呈现n型FET特性,载流子迁移率达到μ=9.8 cm2V-1S-1,参数指标达到PSA高性能测试要求。（2）设计一种环境友好型DNA四面体（DNA-TSPs）结合生物素-链霉亲和素系统（BSAS）,并利用其对MoS2基FET器件表面修饰,功能化后器件结构FET/DNA-TSPs/BSAS/anti-PSA。X射线光谱图表明DNA四面体与FET器件表面Au膜形成Au-S键为生物修饰提供了稳定的基础。另外,BSAS的高亲和力与多级放大效应的修饰系统,使得传感器对目标探测物的捕获能力得到了提高。（3）利用实时测试的手段研究了 PSA电学响应,发现响应电流与PSA浓度密切相关,这归因于高浓度的抗原由于与抗体的结合而降低了传感器表面的正电位。不同浓度PSA的响应百分比进行拟合,发现传感器对PSA的响应呈线性关系,其中拟合曲线的R2=0.959,表明传感器对PSA目标蛋白具有出色的响应。传感器对PSA响应的浓度线性范围为1fg/mL～100 ng/mL,探测极限达1fg/mL,分别为现有MoS2基传感器最高水平的10000倍与100倍。（4）发现Casein、BSA与IgG&HSA的响应百分比不到20%,远远低于目标蛋白在PBS与血清中的响应,表明MoS2基生物传感器对PSA的探测具有优异的特异性与可靠性,在即时医疗应用探测PSA方面表现出巨大的潜力。三、生物分离式MoS2基传感器阵列（1）设计了一种生物分离式的传感器的阵列。利用DNA四面体底部疏基与Au反应形成Au-S键,且影响Au表面电势原理,独立出了传感器的生物感应区,同时基于图形化结构制备了分离的MoS2器件阵列,实现了生物分离式MoS2基传感器阵列的构建,解决了传感器生物不兼容与不可重复利用的问题。（2）研究了1×4传感器阵列的乳腺癌一号基因（BRCA1）电学响应。发现不同单元器件对相同浓度BRCA1的响应结果基本在同一电流水平,表明阵列均匀性很好。阵列单元对BRCA1响应浓度线性范围为1fM～1μM,并获得了极高的线性拟合系数为R2=0.98。与同类方法相比较,该结果具有更宽的探测范围。（3）采用空白和非互补DNA样品对比的方法研究了传感器的特异选择性以及对低浓度BRCA1探测的可靠性。发现传感器具有极低的噪声水平%RBlank+3SD=2.5%,且对非互补DNA的响应几乎可忽略,表明该传感器对BRCA1探测的响应百分比可靠,且特异选择性满足需求。
蔡畅[4]（2021）在《纳米SRAM型FPGA的单粒子效应及其加固技术研究》文中研究指明SRAM型FPGA具有可重构与高性能的优势,已成为星载系统的核心元器件。SRAM型FPGA主要是通过配置码流来控制内部存储器、寄存器等资源的逻辑状态,在辐射环境下极易引发单粒子效应,导致电路逻辑状态和功能发生改变,威胁空间系统的在轨安全。复杂的空间任务对数据存储、运算能力的要求越来越高,需要更高性能的SRAM型FPGA满足应用需求,而这类器件对重离子辐射效应较深亚微米器件更敏感。因此,本文针对65 nm、28 nm、16 nm等关键节点的SRAM型FPGA,通过系统性的重离子单粒子效应实验和理论研究,认识重离子与该类器件相互作用的物理机制,探究纳米CMOS工艺数字集成芯片辐射响应的物理规律、加固技术的有效性、适用性、失效阈值和失效条件,为抗辐射加固设计提供依据,为航空、航天领域推进高性能、高可靠的特大规模数字集成器件应用提供数据支持。本文研究了纳米SRAM型FPGA单粒子效应的测试方法以及系统设计,分析了测试向量、测试模式、测试方法、数据解析技术等的软硬件实现过程,阐述了复杂数字集成电路单粒子效应故障诊断与数据提取的优先级选择等关键问题。在此基础上,开展了体硅和Fin FET工艺商用SRAM型FPGA在辐射环境下单粒子效应响应的物理规律探究。从器件、电路等多层面分析了高能粒子与纳米集成电路相互作用的物理机理。基于重离子加速器实验,并结合Geant4、TRIM、CREME等工具,分析了电荷扩散半径、能量与射程的离散度等参数对实验结果的影响。研究发现,不同离子引起的SRAM型FPGA内部存储模块单粒子翻转截面受离子径迹特征与能量共同影响;器件内部CRAM、BRAM、DFF等核心资源的辐射敏感性响应规律具有显着差异,但受资源配置模式的影响严重,功能配置后BRAM的翻转截面提升～10倍;SRAM型FPGA功能故障的阈值与CRAM的翻转阈值直接关联;在高精度脉冲激光辐照平台的辅助下,建立了初始激光能量与器件SBU、MBU等参量的物理关联,揭示了商用Fin FET工艺SRAM型FPGA空间应用面临的功能失效问题及存在的安全隐患;验证了采用高能重离子Al-foil降能的方式完成倒封装ULSI单粒子效应实验与机理研究具有较强的实用性与推广价值。本文针对单元级版图加固与电路级配置模式加固两种策略对纳米SRAM型FPGA抗辐射性能的提升效果、防护机理以及加固失效的物理机制等开展了系统的实验研究。单元级版图加固能减弱电荷共享效应引起的MBU等问题,器件翻转阈值由<5 Me V·cm2·mg-1提升至～18 Me V·cm2·mg-1,证明在65 nm节点采用单元级版图加固提升关键配置位的翻转阈值是可行的。配置模式加固实验揭示了ECC与TMR的组合使用对器件抗单粒子翻转能力的提升效果突出,即使采用181Ta离子辐照,65 nm标准BRAM单元的翻转截面仅为8.5×10-9 cm2·bit-1（降低了～86.3%）。28 nm SRAM型FPGA的配置加固技术研究证实,电路内部全局时钟等敏感资源的使用方式会对DFF的翻转截面造成2-10倍影响。结合CREME工具的空间粒子谱预测SRAM型FPGA在轨应用价值,证明合理运用加固策略可有效降低器件的性能损失与面积代价,而关键资源采用物理版图加固设计具有必要性和合理性。文中提出的SRAM型FPGA内部资源相互影响的规律模型对其可靠性分析具有重要意义,解析关键配置位与其他存储资源、电路功能的关联性并确定影响系数,是判断该类器件在辐射环境下是否能够可靠运行的关键。针对UTBB FDSOI工艺,结合SRAM型FPGA的电路架构与逻辑资源类型,提取多款抗辐射电路结构并开展重离子辐照实验。结果表明,互锁单元、单端口延时门、多端口延时门等加固方式对单粒子翻转阈值与截面等参数的改善效果明显,紧密DICE和分离DICE器件的翻转阈值分别为～32 Me V·cm2·mg-1和～37 Me V·cm2·mg-1。22 nm节点的瞬态脉冲扰动对器件翻转截面的影响不可忽视。此外,背偏调控对阈值电压和辐射引入的非平衡载流子收集过程有影响,±0.2 V的微弱背偏电压可引起抗辐射单元翻转截面倍数增加。考虑空间粒子在4π范围的分布规律,设计了大倾角高能重离子辐照实验,获取了部分加固电路的失效条件并分析了电离能损与能量沉积区域。相关结果与同LET低能重离子垂直辐照的实验数据存在显着差异,仅在垂直辐照条件完成单粒子实验可能存在器件抗辐射性能被高估的风险。研究发现,基于FDSOI工艺实现超强抗辐射SRAM型FPGA具有可行性,相关物理性结论可为22 nm以下节点的星载抗辐射器件的研发提供实验数据和设计依据。
孙富钦[5]（2021）在《柔性仿生突触器件及触觉感知系统研究》文中指出随着人工智能和大数据等信息技术的不断进步,仿生智能感知技术快速发展并推动了人机融合、仿生机器人等领域的显着进步。而随着数据量的不断增加,传统基于冯·诺依曼架构的感知系统面临着信息处理能力和能源效率的瓶颈;此外,基于硅衬底的刚性器件在物理形态上与生物体的兼容性较差,无法适应未来智能可穿戴电子系统的发展趋势。得益于生物神经网络高度并行的网络结构以及其事件触发式的处理模式,生物感知系统能够以更低的功耗实现对外界信号的感知,并通过调节突触权重来实现数据处理和记忆功能。因此模仿生物感知系统,利用人工突触器件构建柔性感知系统是发展下一代低功耗与高生物兼容性的仿生感知系统的新型范式。在本论文中,我们模拟生物感知系统的功能,从仿生触觉感知-信息传递-信号处理-即时反馈的角度出发,在柔性触觉传感器、柔性人工突触器件以及柔性触觉感知反馈系统等几个方面进行了系统性的研究,主要的研究成果如下:1.模拟生物的触觉感知功能,设计制备了利用微金字塔结构聚酰亚胺/单壁碳纳米管复合材料薄膜的叠层压阻式柔性压力传感器。通过调控微金字塔的尺寸和薄膜厚度实现了高灵敏度、高稳定性的压力检测。2.模拟生物痛觉神经信息传递功能,设计制备了基于半导体型单壁碳纳米管和Li+掺杂聚氧化乙烯的柔性人工突触器件,通过不同电压下Li+嵌入到碳纳米管的程度,来调节器件通道电导变化趋势,从而实现突触可塑性的可控调制,进而实现了对不同刺激电压的传递功能,以模仿痛觉传递的机制。3.模拟神经突触的信号处理功能,设计制备了能实现对输入信号进行类神经信号处理的柔性人工突触器件,通过对器件内质子、载流子以及缺陷等的调控,实现了突触可塑性的可控调制,进而模拟了神经突触一些基本的信息处理功能,例如短时突触可塑性、长时突触可塑性、学习-记忆-遗忘功能等。4.模拟生物痛觉感知和即时反馈过程,结合以上工作的研究成果,利用柔性触觉传感器、柔性人工突触器件及离子驱动器人工肌肉等构建了新型仿生痛觉感知与即时反馈系统,实现了对于触觉信号的时空分辨感知、神经信号传递和即时反馈功能。
王晓丹[6]（2021）在《柔性可拉伸储能器件的制备及性能研究》文中研究说明随着科学技术的不断发展,电子皮肤、仿生器件以及人工智能等柔性智能电子行业的迅速崛起极大地影响并改变了我们的生活方式。然而,伴随这些柔性智能电子领域的发展,相应的柔性储能电源也成为了我们目前较为关注的研究方向。为了实现这些智能电子在力学上的柔韧性以及佩戴舒适性,我们必须放弃既笨重又坚硬的外部供能系统。这意味着柔性的、可拉伸的、易集成的供电单元将成为我们研究的重点。经过对目前各类型储能器件研究的调研,超级电容器和锂离子电池无论从自身优异的储能条件还是目前对二者的研究程度而言,都已达到制备成柔性储能器件的条件。超级电容器由于体积小、安全性高、佩戴舒适度优良等特点成为了可集成能源存储器件的选择之一。但是在可穿戴集成系统中超级电容器在应用方面还存在很多的不足,这需要我们开发新型电极材料,优化器件结构等来提高它的性能以及实际应用价值。除此之外,具有更高能量密度的柔性锂离子电池是我们研究的另一个重要方面,基于高比容量的新型材料以及高拉伸性能的柔性电极是实现一体化可拉伸锂离子电池的重要部分。本论文主要的研究成果如下:首先,运用一步溶剂热法合成了 CH3CuS超长纳米线材料。该纳米线结构均一且具有稳定的物理化学性能,纳米线的平均长度可达到50～100 μm,直径约为200～300nm。使用一步水热法可以在几十秒的时间内迅速反应生成CH3CuS纳米线材料,紧接着通过使用真空抽滤可直接将反应完成后的产物溶液进行成膜,然后得到完整的纸基电极前驱体。随后将该步骤得到的纸基电极进行真空干燥,便制备出可用于超级电容器的柔性电极。该柔性电极作为超级电容器的正负极,PVA/KOH混合凝胶溶液作为电解质。通过使用CH3CuS纳米线的导电柔性电极组装的聚合物半固态超级电容器器件具有优异的电化学性能:0.5 mA/cm2电流密度下该器件测试得到的面积比电容为90.5 μF/cm2,计算得到的器件能量密度为5.2 μW·h/cm2。在经历10,000次的充放电循环之后该器件仍然能保持最初容量的98%。除此之外,弯曲性能测试是检验柔性器件的必要测试手段之一,该柔性超级电容器件在不同弯曲角度下其电化学性能几乎保持不变,容量损失仅为平铺状态下容量的1%～2%,这些结果充分证明使用CH3CuS柔性电极组装的超级电容器具有优异的抗弯曲性能。而且CH3CuS柔性电极作为无添加剂、经济有效、环保的柔性电极在柔性储能器件领域具有广阔的应用前景。其次,为了拓宽超级电容器的应用范围,使新型能源器件能够满足柔性智能电子领域的需求,我们设计了打印-转印法快速批量制作柔性超级电容器阵列。使用该工艺制作的超级电容器阵列不仅可以实现电压和电容的可控输出,还可以实现器件形状的个性化定制。简单来说就是电容器的电极形状、单个电容器的连接形式以及电容阵列的组装形式都可以人为的控制,以此来满足现有人工智能电子领域以及可穿戴电子皮肤领域对特异性电源的需求。本实验中使用打印-转印技术在柔性PET基底上制备了超级电容器阵列,该阵列器件表现出优异的电化学性能:良好的面积比电容（0.32 mF/cm2）、超快的充放电性能以及良好的单位面积功率密度（66.5 μW/cm2）。此工艺技术可以通过转移打印串联和并联的微型超级电容器阵列来轻松实现高电压和高电容的输出。此外,运用该方法还可以在各种基材上（如医用薄膜、棉布和玻璃片）实现美观多样的微型超级电容器阵列的转印。例如,在本实验中我们利用此工艺技术制作了龙腾图案的微型超级电容器,并作为纹身电源贴附在人体手臂部位,它既可以作为一种装饰同时也可以为电子皮肤设备提供能源供应。同时在本工作中我们还实现了智能水杯的组装,使用转印技术将设计好的鲜花形状的超级电容器件贴附在家用水杯上面,同时集成两个温度传感器,当水杯的温度发生变化时温度传感器驱动不同的信号指示灯亮起,可以让使用者避免热水的烫伤。在本工作中该方法制作的微型超级电容器可很好地集成智能电子设备,是柔性供能电源的主要研究方向。然而,考虑到柔性超级电容器能量密度偏低的缺点,具有更高能量密度的柔性锂离子电池也是我们本文研究的重点之一。可拉伸锂离子电池作为一种极具发展前景的可穿戴电子储能器件,在新兴的可穿戴电子领域受到了广泛的关注。尽管最近在可拉伸电极、隔膜和封装材料方面都取得了不错的进展,但构建可拉伸的全电池仍然是一个巨大的挑战。因此,在本工作中我们从全拉伸锂离子电池出发采用静电纺丝法制备PVDF/TPU纳米纤维隔膜,将LiFePO4（LFP）-TPU和Si@C-TPU浆料分别电喷涂在制备的弹性可拉伸集流体上,制备了平面可拉伸正极和负极。然后将得到的PVDF/TPU纳米纤维隔膜热压在平面正极和负极之间,注入电解液后成功封装一体化可拉伸锂离子电池。制备的平面型可拉伸锂离子全电池在放松状态下具有约6 mA·h/cm2的稳定面积比容量。此外,当该可拉伸锂离子电池被拉伸到约为原来长度的150%时,该可拉伸锂离子电池仍然保持了 4.3 mA·h/cm2的放电容量。经过100次的拉伸/释放循环过程后该锂离子电池依然具有初始面积比容量的70%。结果表明,这种全可拉伸锂离子电池将在未来可拉伸电子学领域中具有一定的应用潜力。
侯景枫[7]（2021）在《基于硼化钴的结晶-非晶异质相材料的电化学性能研究》文中认为作为超级电容器的电极材料,双金属氧化物具有比单金属氧化物更高的电化学活性,能够进行多重法拉第反应,因此具有较高的理论比容量。然而,受低电导率的限制,其实际比容量比理论值低得多,尤其是在高电流密度下,电子传输缓慢,进而影响其倍率性能。为了解决此问题,提出了一种结晶-非晶异质相工程策略。当两种结晶程度不同的材料复合后,会形成结晶-非晶异质相界面,一方面,可以改善电子传输层和电极-电解质之间的欧姆接触,提供更多的电化学活性位点,促进离子扩散和电子传输;另一方面,非晶相具有无序排列的结构缺陷,可以有效地适应氧化还原过程中的体积变化,有利于提高比容量。基于以上讨论,本文旨在以Co-B材料为非晶相,分别以CoMoO4、NiMoO4、Co3V2O8、Ni3V2O8、CoWO4和NiWO4为结晶相,构筑了一系列结晶-非晶异质相复合纳米材料,进而研究其电化学性能。主要研究内容和研究结果如下:采用水浴法分别合成了CoMoO4、NiMoO4、Co3V2O8、Ni3V2O8,采用水热法合成了CoWO4、NiWO4,进一步采用液相还原法,依次合成了CoMoO4/Co-B棒状混合结构、NiMoO4@Co-B棒状核壳结构、Co3V2O8@Co-B球状核壳结构、Ni3V2O8@Co-B球状核壳结构、CoWO4/Co-B复合纳米结构以及NiWO4/Co-B复合纳米结构,并且调节了结晶相与非晶相的比例。单电极电化学性能表明,在6 M KOH电解液中,合成的最佳结晶-非晶质量比的CoMoO4/Co-B、NiMoO4@Co-B、Co3V2O8@Co-B、Ni3V2O8@Co-B、CoWO4/Co-B以及NiWO4/Co-B电极材料在0.5 A g-1下分别展现出436、2025、552、1789、430以及319 F g-1的比容量,均高于相同测试条件下的对应的双金属氧化物(CoMoO4:202F g-1、NiMoO4:1004 F g-1、Co3V2O8:321 F g-1、Ni3V2O8:1232 F g-1、CoWO4:137 F g-1、NiWO4:182 F g-1)。电流密度从0.5 A g-1增至10 A g-1时,CoMoO4/Co-B、NiMoO4@Co-B、Co3V2O8@Co-B、Ni3V2O8@Co-B、CoWO4/Co-B以及NiWO4/Co-B电极材料的容量保持率分别为66%、86%、67%、63%、66%以及73%,除CoMoO4/Co-B外,均高于对应的双金属氧化物（CoMoO4:77%、NiMoO4:46%、Co3V2O8:64%、Ni3V2O8:38%、CoWO4:66%、NiWO4:51%）。组装的结晶-非晶异质相复合材料//活性炭混合型超级电容器也均展现出了优异的比容量、功率密度和能量密度。此外,还探究了加入不同质量的活性炭导电添加剂对Co-B电极电化学性能的影响。单电极电化学测试结果表明,在0.5 A g-1的电流密度下,合成的最佳Co-B-活性炭具有412 F g-1的比容量,高于Co-B的276 F g-1的比容量。电流密度从0.5 A g-1增至10 A g-1时,展现出75%的倍率性能。组装的Co-B-活性炭复合材料//活性炭混合型超级电容器也具有优异的电化学性能。通过以上研究内容,我们初步证明了构筑结晶-非晶异质相有助于提高电极材料的比容量和倍率性能,并且电极材料的形貌结构在一定程度上也会影响电化学性能。此外,也可以拓展合成其他类型的结晶-非晶相材料应用于储能领域。
安琪[8]（2021）在《新型低维半导体材料电子性质调控及量子输运的第一性原理研究》文中认为近年来,一个或多个维度被限制在纳米尺度下的新型低维材料逐渐成为材料科学研究领域的热点。与传统的三维块体材料相比,低维材料由于量子限制、表面和界面等效应,具有独特的电子、光学和力学等性质。因此,低维材料在工业技术应用方面有着巨大的潜力,尤其是为纳米电子器件的发展注入了新的活力,并且提供了拥有极多可能性的新的基础科学研究方向。与此同时,理论物理化学和计算机科学的发展进步也是日新月异,这促使了很多量子计算方法的产生。其中,基于密度泛函理论的第一性原理方法使得我们可以用数值方法求解复杂体系的薛定谔方程,进而获得与实验测量结果相近的材料体系的物理化学性质。通过对低维材料的理论计算研究,可以预测材料体系的未知性质,为实验制备、测量和应用等提供参考,从而节省资源并提高实验效率。因此,本论文的主题是为了突破当前电子器件发展瓶颈,采用第一性原理计算的方法,结合实验体系,对一些新型低维材料的电子结构和调控、表面和界面效应、量子输运以及潜在应用进行研究。围绕这一主题,我们有两个切入点:利用低维材料设计新型逻辑器件,并且对新型低维半导体材料性质进行理论计算研究。贯穿本论文的研究有三条主线:（1）结合实验体系开展理论计算预测;（2）从一维（1D）体系到二维（2D）体系;（3）从使用传统第一性原理计算方法对中小体系进行模拟计算到使用新开发的计算程序RESCU突破大体系计算瓶颈对大体系进行包含自旋轨道耦合的复杂计算。论文的主要研究内容和成果如下:（1）依据实验材料体系设计构建了 S i（10 0）-2 ×1:H表面悬挂键纳米线（dangling bond wire,DBW）自旋量子输运器件模型,并利用非平衡格林函数方法的第一性原理量子输运理论对其自旋相关量子输运性质进行研究。通过分析透射系数和散射态密度,发现了位于DBW附近的单个自旋极化的悬挂键（dangling bond center,DBC）可以对DBW中自旋输运产生强烈的影响;并且这种影响可以通过透射系数图谱中的尖锐的下降表现出来。研究表明,这种DBW和DBC之间依赖于自旋的调控作用的有效距离可以达到1.5纳米;透射图谱中位于尖锐的下降的能量所对应的散射态密度则集中分布在DBC周围,而非向电极方向传播。这些发现可以通过一个清晰的物理图像很好的解释,即,当DBW和DBC具有相同的自旋极化态并处于相近的能级上时,两者之间会产生很强的杂化等相互作用。DBW中这种现象可以产生高达100%的自旋过滤效应。（2）近来,实验室成功制备出二维五族锑砷合金材料,为新兴五族二维材料的研究的增添了新的自由度,然而,目前实验上对此类二维材料的具体电子性质等的测量较难实现。因此,本论文采用第一性原理方法研究了不同组分浓度和原子排布方式对锑砷合金单层膜电子结构的影响;并且对锑砷合金单层膜在包括Ge（1 11）、Si（1 11）、石墨烯和六方氮化硼在内四种常用基底上的生长机制和界面作用进行了模拟计算。研究结果揭示了通过调控锑砷合金单层膜中不同元素原子的位置排布可以导致材料从间接半导体到直接半导体的转变,并且解释了这种现象是由轨道态密度分布的转变所引起的。此外,研究表明在Ge和Si基底上制备的锑砷合金单层膜的半导体性质因较强的界面处相互作用受到了抑制;而由于较弱的范德瓦尔兹相互作用,在石墨烯和六方氮化硼基底上制备的锑砷合金单层膜则保留了完好的半导体电子结构性质。（3）二维层状材料范德瓦尔兹异质结结构的层间相对扭转可以形成莫列条纹（moire pattern）,并且通过控制扭转角度θ可以构建出具有不同尺度大小的周期性莫列超晶格（moire superlattice,MSL）。莫列超晶格结构可以对异质结的原子和电子结构性质进行周期性平面内调控,从而产生如原子位置重构以及超平能带（ultra-flat bands）等新的有趣物理现象。在本研究工作中,我们使用新开发的大体系第一性原理计算程序RESCU对双层扭转锑烯莫列超晶格的原子结构重构现象以及电子结构演变进行了系统深入的研究。首先,我们发现在结构优化过程中,其莫列条纹结构会通过漩涡重构（vortex-like reconstruction）形成具有明显边界的高对称堆叠区块分布。当扭转角度θ减小至≤ 6.01 °时,原子结构重构对电子结构的影响逐渐增强并导致边缘价带处平能带（flatbands）结构的出现。与双层扭转石墨烯不同的是,这些平能带结构的形成不需要一个特殊“魔法角度”。通过进一步的研究,我们发现不均匀的层间杂化作用以及局域应力是造成平能带结构的原因,并且通过局域应力可以改变双层扭转锑烯MSL的实空间波函数分布,从而实现能带结构调控。
黄兆岭[9]（2020）在《柔性金属纳米结构执行器制造关键技术及其应用研究》文中进行了进一步梳理柔性电子器件主要以柔性材料为基底薄膜层,结合微纳米集成制造工艺设计制造具有传感,数据存储以及能源转化等多种功能的元器件,在航空航天、生物医疗、信息传感等领域有广阔的应用前景。基于MEMS微执行器件的医疗器械发展日新月异,作为柔性医疗器械的关键元件,微电极阵列执行器件受到了广泛的关注。微电极阵列（MEAs）作为执行器关键元件,可对神经或肌肉进行电刺激,记录来自神经细胞的动作电位,从而实现在活细胞组织和电子设备间的传导。然而,常规微电极器件存在高电阻抗,低粘附以及生物相容性差等缺陷,导致其在医学检测、生物传感、微机器人等应用中遇到了诸多困难。其中最主要的是电极在植入体内电阻抗过大,导致刺激和记录过程中需要施加大电流,这种现状不仅将严重损伤接触位置皮肤和组织,而且还将极大的降低其金属和高分子层之间的粘附力,导致微电极器件快速失效。另外由于高分子柔性材料与金属涂层之间的杨氏模量不匹配问题,导致柔性电极在长期植入过程中金属层涂层很容易脱落。因此,为了开发出具有粘附力高,阻抗低的柔性电极器件,针对制造过程中的关键技术工艺进行改进具有重要的科学意义和应用价值。本论文通过反应离子干法刻蚀以及软光刻中的微接触印刷方法研究如何通过新的工艺方法加工制备具有不同纳米结构的微电极执行器,使其具有低阻抗性能,高粘附性能以及优良的拉伸扭转性能。本文基于神经刺激/记录中重要的执行电子器件柔性微电极阵列为主要研究对象,重点关注具有纳米结构的柔性电极执行器件制造领域的关键技术。主要目的是通过不同的制造工艺步骤提高具有金属导电层的电极阵列电学性能和机械性能。特别是,高分子柔性材料与金属涂层之间的粘附力以及导电金属层与生物体界面的阻抗性能。基于粘附性力学理论基础,分析金属层在柔性金属基底薄膜表面的分子作用力。主要通过建立柔性高分子材料与导电金属层之间纳米压痕测试模型以及纳米划痕测试模型来表达其表面金属层弹性模量,进一步分析薄膜硬度和摩擦系数以及压痕深度变化。同时,使用COMSOL Multiphysics有限元仿真方法在视网膜模型中进一步研究柔性电极的触点大小与产生的热量关系,为柔性电极的参数设计提供一定的参考。基于MEMS工艺制造方法,探索柔性金属电极执行器加工制造工艺过程,制备了10通道和126通道的神经刺激/记录柔性电极器件。而且对MEMS工艺过程中的反应离子刻蚀（干法刻蚀）的参数进行优化,使用刻蚀之后得到的凹凸纳米结构模型提高了金属层与高分子柔性基底的粘附力。为了更进一步优化电极触点的电学性能,通过在电极触点电镀不同3D纳米形貌的结构进一步减小了涂层表面的阻抗,提高了柔性电极涂层界面的电荷存储容量以及接触表面积。通过对薄膜的纳米压痕以及纳米划痕形貌分析,金属层在经历第一阶段至第三阶段的纳米划痕薄膜破坏过程中,柔性基底上的凹凸纳米结构可以在一定程度上降低了薄膜的内聚力破坏。采用微接触印刷（μCP）工艺技术,以聚多巴胺（PDA）仿生涂层为中间缓冲层,铂纳米线（PtNW）为导电金属层,制造了一种新型的可植入式柔性电极执行器件。通过微接触印刷压力的大小,研究了微印刷工艺制造的薄膜厚度以及成型制造之后表界面阻抗性质。基于仿生粘附PDA薄膜材料,在分子水平上改善了基底层与金属层杨氏模量不匹配的问题,并使用机械疲劳寿命测试方法（包括超声波浴实验,扭转疲劳实验）研究其粘附性性能的改善。使用体外测试方法,测试了PI-PDA/PtNW柔性电极器件的电学性能及其与PI-Ti/Pt柔性电极的性能对比。通过使用nano-TiO2颗粒加速PDA仿生薄膜涂层的沉积,这种加工方案为其表面电子在光照下发生电子转移的特性以及对铂金属纳米结构涂层的加速沉积机理有重要的研究价值,进而通过这种工艺得到了柔性金属涂层电极执行器的快速制造的工艺。通过添加nano-TiO2半导体材料到PDA涂层薄膜的内部和表面,解决PDA仿生涂层材料和铂纳米线的原位生长时间过长的不足,缩短柔性电极器件的制造时间。基于光照条件下纳米TiO2表面电子-空穴分离现象,研究其稳定状态下极化电流性质与紫外光照强度的线性关系。将所制备的柔性电极植入大鼠脑部和视网膜内部分析其检测效果,并与当前商业电极的植入性能作对比。主要从动物实验平台的系统搭建,动物手术实验以及信号采集、处理等几个方面进行分析,同时处理和比较三种不同种类的电极信号。通过比较不同刺激阈值下的电极记录神经信号动作电位波形,研究比较柔性PDA/PtNW微电极的体内刺激信号相对Ti/Pt微电极的信噪比以及检测神经信号动作电位的密集度。综上所述,本文首先通过磁控溅射、干法刻蚀、湿法刻蚀等系列工艺方法开发了一种柔性神经电极器件的制造工艺,并通过优化反应离子刻蚀工艺参数,得到了一种凹凸纳米结构增强金属层与高分子层的一个完整的工艺参数。通过控制甲酸溶液的浓度以及电镀电位的大小得到了一种3D垒晶状纳米密集结构,这种结构可以将相对粗糙度（RMS）提高到116.5 nm,阻抗降低到0.824 kΩ。使用软光刻工艺制造方法和聚多巴胺粘附性仿生材料在分子领域改善了高分子材料与金属层之间的杨氏模量不匹配问题。进一步通过微接触印刷工艺降低了制造成本的,使用化学自组装工艺方法原位生长铂纳米线导电金属层,获得具有较大比表面积的涂层。通过紫外光照下纳米二氧化钛的电子转移效应,快速氧化PDA仿生涂层合成以及铂金属导电金属涂层的还原,将制造时间整体缩短至原来的十六分之一。通过搭建动物实验平台,参照当前应用广泛的商业铂铱合金电极,测试了电极在动物神经记录和刺激过程中表现的性能。本研究对未来柔性电极执行器件的制造的关键技术工艺突破具有重要的科学意义和应用价值。
丁亚飞,陈翔宇[10]（2020）在《基于摩擦纳米发电机的可穿戴能源器件》文中提出随着电子器件向着小型化、功能化的方向迈进,可穿戴电子器件受到越来越多的关注,但是可穿戴电子器件的能源供给问题目前仍亟待解决.基于摩擦起电与静电感应耦合效应的摩擦纳米发电机具有成本低、选材广、柔性等特点,可以收集人体的低频、不规律能量并高效地转化为电能,在可穿戴带能源器件领域有着巨大的发展潜力.本文将首先介绍摩擦纳米发电机的四种基本工作模式以及摩擦起电机理的最新研究,然后从贴敷于人体皮肤的直接式能源收集与附着于衣物、鞋子等人体附属物的间接式能源收集两个部分详细综述基于摩擦纳米发电机的可穿戴能源器件的研究进展.最后,对用于驱动电子器件的能量管理模块进行系统介绍,分析讨论目前可穿戴能源器件发展中的问题和瓶颈,探讨未来的发展方向.
二、纳米器件研究与应用的最新发展（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、纳米器件研究与应用的最新发展（论文提纲范文）
（1）聚集诱导发光（论文提纲范文）
| Contents |
| 1 引言 |
| 2 聚集诱导发光材料 |
| 2.1 AIE小分子 |
| 2.1.1 9,10-二苯乙烯基蒽 |
| 2.1.1.1 DSA材料 |
| (1)有机小分子 |
| (2)齐聚物 |
| (3)树枝状分子 |
| (4)聚合物 |
| 2.1.1.2 DSA聚集态结构与功能 |
| (1)高效发光晶体 |
| (2)聚集态结构的动态调控 |
| 2.1.2 四苯基苯 |
| 2.1.3 四苯基吡嗪 |
| 2.1.3.1 TPP的合成 |
| 2.1.3.2 TPP衍生物的应用 |
| 2.1.4 多芳基并吡咯 |
| 2.1.4.1 分子结构-光物理性能关系 |
| 2.1.4.2 应用 |
| 2.2 AIE共晶体系 |
| 2.2.1 AIE共晶 |
| 2.2.1.1 氢键/卤键AIE共晶 |
| 2.2.1.2 电荷转移AIE共晶 |
| 2.2.1.3 其他类型AIE共晶 |
| 2.2.2 AIE共晶的应用 |
| 2.2.2.1 药物传输和释放 |
| 2.2.2.2 生物成像 |
| 2.2.2.3 光学传感 |
| 2.3 AIE聚合物 |
| 2.3.1 生物成像 |
| 2.3.1.1 选择性成像 |
| 2.3.1.2 响应性成像 |
| 2.3.2 生物诊疗 |
| 2.3.2.1 光动力治疗 |
| 2.3.2.2 原位诊疗 |
| 2.3.2.3 药物/核酸递送 |
| 2.4 AIE金属有机配合物 |
| 2.4.1 具有聚集诱导发光的钌(Ⅱ)和铱(Ⅲ)配合物 |
| 2.4.1.1 AIE金属配合物发光机理及其设计 |
| 2.4.1.2 AIE钌(Ⅱ)配合物 |
| 2.4.1.3 AIE铱(Ⅲ)配合物 |
| 2.4.2 货币金属团簇 |
| 2.4.3 具有AIE性质的超分子金属有机配合物 |
| 2.4.3.1 具有AIE性质的金属有机大环 |
| 2.4.3.2 具有AIE性质的金属有机笼 |
| 2.4.3.3 具有AIE性质的金属有机框架 |
| 3 AIE机理 |
| 3.1 AIE的微观机制 |
| 3.1 J-聚集体发光机理 |
| 3.2 分子内运动受限机理 |
| 3.3 无辐射通道受阻机理 |
| 3.4 聚集诱导辐射跃迁机理 |
| 4 AIE概念的衍生 |
| 4.1 有机室温磷光 |
| 4.1.1 结晶诱导磷光和聚集诱导磷光 |
| 4.1.2 有机室温磷光体系 |
| 4.1.3 有机室温磷光三线态调控 |
| 4.1.3.1 有机室温磷光寿命调控 |
| 4.1.3.2 有机室温磷光的效率调控 |
| 4.1.3.3 有机室温磷光的颜色调控 |
| 4.1.3.4 有机室温磷光的激发波长调控 |
| 4.1.3.5 有机室温磷光性质的动态调控 |
| 4.1.3.6 主客体掺杂调控有机室温磷光 |
| 4.1.4 有机室温磷光材料的应用 |
| 4.1.4.1 OLED |
| 4.1.4.2 生物成像与治疗 |
| 4.1.4.3 挥发性有机物传感 |
| 4.1.4.4 信息加密 |
| 4.2 非典型发光 |
| 4.2.1 非典型发光化合物的分类 |
| 4.2.1.1 非典型发光聚合物 |
| 4.2.1.2 非典型发光小分子 |
| 4.2.2 非典型发光化合物的发光机理 |
| 4.2.3 非典型发光化合物的光物理性质 |
| 4.2.4 非典型发光化合物的光物理性质的调节 |
| 4.2.4.1 发光波长调节 |
| 4.2.4.2 发光强度或量子效率调节 |
| 5 材料的刺激响应特性 |
| 5.1 力致发光变色 |
| 5.1.1 小分子力致发光变色材料 |
| 5.1.2 聚合物力致发光变色材料 |
| 5.2 力致发光 |
| 5.2.1 力致荧光 |
| 5.2.2 同质多晶 |
| 5.2.3 力致磷光 |
| 5.2.4 掺杂型ML |
| 5.2.5 力致发光HOF材料 |
| 5.3 一些其他的刺激响应特性 |
| 6 AIE材料的应用 |
| 6.1 AIE在复合材料无机相分散度评价中的应用 |
| 6.1.1 无机相分散度三维荧光成像及定性评价 |
| 6.1.2 无机相分散度三维荧光成像及定量评价 |
| 6.2 AIE材料用于有机电致发光二极管 |
| 6.2.1 基于AIE材料的OLEDs |
| 6.2.2 高激子利用率的AIE-OLEDs |
| (1)基于AIE-TTA材料的OLEDs |
| (2)基于AIE-HLCT材料的OLEDs |
| (3)基于AIE-TADF材料的OLEDs |
| (4)基于AIE-Ph材料的OLEDs |
| 6.2.3 基于AIE材料的白光OLEDs |
| 6.3 AIE材料在生物领域的应用 |
| 6.3.1 AIE荧光探针的设计及其用于生物检测与成像 |
| 6.3.1.1 基于模块化多肽的AIE探针 |
| (1)作为成像示踪制剂 |
| (2)作为成像治疗制剂 |
| 6.3.1.2 基于半菁的AIE探针对生物标志物的可激活式检测与成像 |
| (1)具有AIE特性的半菁类可激活式探针的结构设计 |
| (2)具有AIE特性的半菁类可激活式探针对生物标志物的检测与成像 |
| (a) 对酶类生物标志物的检测与成像 |
| (b) 对生物微环境pH的检测 |
| (c) 对小分子生物标志物的检测 |
| 6.3.1.3 NIR二区荧光探针 |
| 6.3.1.4 AIE NIR二区三光子成像 |
| 6.3.1.5 AIE光捕获荧光探针 |
| 6.3.2 AIE材料在生物诊疗方面的应用 |
| 6.3.2.1 调控AIE材料的荧光性能用于成像肿瘤切除 |
| 6.3.2.2 光动力治疗 |
| 6.3.2.3 光热治疗 |
| (1)“分子内运动诱导光热(Intramolecular motion-induced photothermy, iMIPT)”机制 |
| (2)iMIPT分子在生物医学领域的应用 |
| (3)iMIPT分子在生物传感中的应用 |
| 6.3.2.4 AIE材料用于多模态光学诊疗 |
| (1)无机材料辅助的多模态光学诊疗 |
| (2)基于单种AIE分子的多模态光学诊疗 |
| 7 总结与展望 |
（2）柔性仿生触觉感知技术：从电子皮肤传感器到神经拟态仿生触觉感知系统（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 面向仿生感知的柔性触觉传感器 |
| 1.1 压阻式柔性触觉传感器 |
| 1.2 电容式柔性触觉传感器 |
| 1.3 压电式柔性触觉传感器 |
| 1.4 摩擦电式柔性触觉传感器 |
| 2 仿生柔性人工突触器件 |
| 2.1 神经突触及人工突触器件简介 |
| 2.2 基于忆阻器结构的两端柔性人工突触器件 |
| 2.2.1 基于ECM的两端柔性人工突触器件 |
| 2.2.2 基于VCM的两端柔性人工突触器件 |
| 2.2.3 基于PCM的两端柔性人工突触器件 |
| 2.2.4 基于FeM的两端柔性人工突触器件 |
| 2.3 基于晶体管结构的三端柔性人工突触器件 |
| 2.3.1 浮栅晶体管型三端柔性人工突触器件 |
| 2.3.2 双电层晶体管型三端柔性人工突触器件 |
| 2.3.3 电化学晶体管型三端柔性人工突触器件 |
| 2.3.4 铁电场效应晶体管型三端柔性人工突触器件 |
| 2.4 新型人工突触器件 |
| 2.4.1 磁性材料 |
| 2.4.2 二维材料 |
| 2.4.3 金属卤化物钙钛矿 |
| 2.5 小结 |
| 3 柔性神经拟态触觉感知系统 |
| 3.1 基于压阻式柔性传感器的神经拟态触觉感知系统 |
| 3.2 基于电容式柔性传感器的神经拟态触觉感知系统 |
| 3.3 基于压电式柔性传感器的神经拟态触觉感知系统 |
| 3.4 基于摩擦电柔性传感器的神经拟态触觉感知系统 |
| 3.5 基于神经拟态触觉感知系统的仿生运动神经元 |
| 3.6 小结 |
| 4 总结与展望 |
| 1、降低柔性人工突触器件/系统的功耗。 |
| 2、提高柔性人工突触器件的稳定性。 |
| 3、拓展柔性人工突触器件的功能。 |
| 4、柔性人工突触器件和神经拟态触觉感知系统的集成化制备。 |
（3）二硫化钼纳米薄膜生物传感器的构建及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 生物传感器概述 |
| 1.2.1 生物传感器的基本概念 |
| 1.2.2 生物传感器的分类及其原理 |
| 1.3 二维材料场效应生物传感器 |
| 1.3.1 二维半导体晶体管 |
| 1.3.2 二维半导体生物传感器的电子学原理 |
| 1.3.3 二维材料半导体生物传感器的发展现状 |
| 1.4 本论文的研究目的与主要内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 第2章 二硫化钼纳米薄膜的制备与微观结构 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 MoS_2 的概述 |
| 2.2.1 MoS_2 的特性介绍 |
| 2.2.2 MoS_2 的制备方法介绍 |
| 2.2.3 MoS_2 材料的表征方法介绍 |
| 2.3 MoS_2 的机械剥离法制备与表征 |
| 2.3.1 实验耗材与设备 |
| 2.3.2 标记化衬底的制备 |
| 2.3.3 MoS_2 薄膜的制备 |
| 2.3.4 MoS_2 薄膜的微观结构 |
| 2.4 图形化MoS_2 薄膜的CVD法合成与表征 |
| 2.4.1 图形化MoS_2 薄膜合成的设计与原理 |
| 2.4.2 实验耗材与设备 |
| 2.4.3 图形化MoS_2 薄膜的合成 |
| 2.4.4 图形化MoS_2 薄膜的微观结构表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 DNA四面体修饰的二硫化钼基生物传感器 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 传感器的设计与原理 |
| 3.2.1 器件结构与生物探针设计 |
| 3.2.2 PSA蛋白的响应原理 |
| 3.3 生物传感器的构建 |
| 3.3.1 实验耗材与设备 |
| 3.3.2 传感器的构建 |
| 3.4 传感器的表面功能化 |
| 3.4.1 DNA四面体的表征 |
| 3.4.2 生物功能化的机理分析 |
| 3.5 生物传感器的性能研究 |
| 3.5.1 MoS_2 基效应晶体管的电学特性 |
| 3.5.2 PBS中 PSA的电学响应 |
| 3.5.3 模拟血清中PSA的电学响应 |
| 3.5.4 传感器的特异性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 生物分离式二硫化钼基传感器阵列 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 生物分离式传感器的设计与工作原理 |
| 4.2.1 结构设计 |
| 4.2.2 目标DNA的响应原理 |
| 4.3 生物分离式传感器阵列的构建 |
| 4.3.1 实验耗材与设备 |
| 4.3.2 传感器阵列的制备 |
| 4.3.3 传感器的组装与探测 |
| 4.4 生物分离式传感器的结构与生物修饰 |
| 4.4.1 MoS_2 器件阵列的表征 |
| 4.4.2 生物修饰 |
| 4.5 生物分离式传感器的性能研究 |
| 4.5.1 BRCA1 的电学响应 |
| 4.5.2 可靠性实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 5.2.1 本工作的不足 |
| 5.2.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）纳米SRAM型FPGA的单粒子效应及其加固技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 空间辐射环境与辐射效应简介 |
| 1.2 单粒子效应及其表征分析方法 |
| 1.2.1 单粒子效应物理机制 |
| 1.2.2 单粒子效应的主要类型 |
| 1.2.3 单粒子效应核心参数 |
| 1.2.4 单粒子效应实验方法 |
| 1.2.5 单粒子效应的数值仿真技术 |
| 1.3 SRAM型 FPGA的发展现状 |
| 1.4 典型 SRAM型 FPGA的资源架构 |
| 1.4.1 可配置逻辑块 |
| 1.4.2 互连与布线资源 |
| 1.4.3 可编程的输入输出单元 |
| 1.4.4 其他资源 |
| 1.5 SRAM型 FPGA的单粒子效应研究现状 |
| 1.5.1 SRAM型 FPGA单粒子效应基本介绍 |
| 1.5.2 晶体管密度对SRAM型 FPGA单粒子效应的影响 |
| 1.5.3 晶体管工作参数对SRAM型 FPGA单粒子效应的影响 |
| 1.5.4 SRAM型 FPGA单粒子效应加固技术面临的挑战 |
| 1.6 论文的研究内容与目标 |
| 第2章 SRAM型 FPGA单粒子效应测试方法与实验技术 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 单粒子效应测试方法与流程 |
| 2.2.1 单粒子闩锁的监测与防护 |
| 2.2.2 单粒子功能中断测试 |
| 2.2.3 单粒子翻转的测试 |
| 2.3 单粒子效应测试系统硬件模块 |
| 2.4 单粒子效应测试系统软件模块 |
| 2.5 单粒子效应实验测试向量的设计 |
| 2.6 单粒子效应测试系统功能验证 |
| 2.7 重离子单粒子效应辐照实验 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 纳米级商用SRAM型 FPGA单粒子效应实验 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 器件选型与参数信息 |
| 3.3 实验向量设计 |
| 3.4 辐照实验条件与参数设计 |
| 3.4.1 重离子辐照条件与参数计算 |
| 3.4.2 脉冲激光辐照条件与参数 |
| 3.5 单粒子效应数据结果 |
| 3.5.1 相同工艺不同结构BRAM与 CRAM的实验结果 |
| 3.5.2 相同工艺不同结构DFF的实验结果 |
| 3.5.3 测试参量依赖性的实验结果 |
| 3.5.4 FinFET工艺器件的实验研究 |
| 3.6 分析与讨论 |
| 3.6.1 存储单元单粒子翻转机理讨论 |
| 3.6.2 测试技术与结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 纳米SRAM型 FPGA单粒子效应加固技术研究 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 单元级版图加固的SRAM型 FPGA |
| 4.3 电路级配置模式加固的SRAM型 FPGA |
| 4.3.1 电路级配置模式加固的BRAM |
| 4.3.2 电路级配置模式加固的DFF |
| 4.4 加固单元与电路的重离子实验设计 |
| 4.5 单元级版图加固效果的实验研究 |
| 4.5.1 单元级版图加固对SEU的影响 |
| 4.5.2 单元级版图加固对SEFI的影响 |
| 4.6 电路级配置模式加固效果的实验研究 |
| 4.6.1 配置模式加固的BRAM |
| 4.6.2 配置加固的DFF |
| 4.7 加固效果及适用性讨论 |
| 4.7.1 单元级版图加固的效果及适用性 |
| 4.7.2 电路级配置模式加固的效果及适用性 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 在轨翻转率及空间应用 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 空间翻转率预估流程 |
| 5.3 重离子引起的空间翻转率预估 |
| 5.4 降低小尺寸SRAM型 FPGA空间翻转率的方法研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 FDSOI工艺抗辐射电路及其应用 |
| 6.1 本章引言 |
| 6.1.1 提升纳米SRAM型 FPGA抗单粒子效应能力的主要途径 |
| 6.1.2 抗辐射SRAM型 FPGA涉及的单元与电路类型 |
| 6.1.3 纳米FDSOI工艺器件单粒子效应研究现状 |
| 6.1.4 本章研究内容 |
| 6.2 22 nm UTBB FDSOI器件 |
| 6.3 基于22 nm FDSOI工艺的DFF测试电路 |
| 6.4 基于22 nm FDSOI工艺的抗辐射SRAM |
| 6.5 FDSOI测试样片的单粒子效应实验设计 |
| 6.5.1 测试样片的实验向量设计 |
| 6.5.2 单粒子效应实验参数与条件 |
| 6.6 FDSOI DFF单粒子效应实验结果 |
| 6.6.1 FDSOI DFF单粒子翻转截面 |
| 6.6.2 测试频率对DFF单粒子翻转的影响 |
| 6.6.3 数据类型对DFF单粒子翻转的影响 |
| 6.6.4 背偏电压对DFF单粒子翻转的影响 |
| 6.6.5 DFF中单粒子翻转类型统计 |
| 6.7 FDSOI SRAM单粒子效应实验结果 |
| 6.7.1 FDSOI SRAM单粒子翻转特征 |
| 6.7.2 测试应力对SRAM单粒子翻转的影响 |
| 6.7.3 FDSOI SRAM单粒子翻转位图 |
| 6.8 FDSOI的抗辐射电路加固效果讨论 |
| 6.8.1 FDSOI DFF抗辐射加固效果 |
| 6.8.2 FDSOI SRAM抗辐射加固效果 |
| 6.9 影响22 nm FDSOI器件单粒子效应敏感性的关键参量 |
| 6.10 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 主要缩写对照表 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）柔性仿生突触器件及触觉感知系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 面向仿生感知系统的柔性触觉传感器 |
| 1.1.1 压阻式柔性触觉传感器 |
| 1.1.2 电容式柔性触觉传感器 |
| 1.1.3 压电式柔性触觉传感器 |
| 1.1.4 摩擦电式柔性触觉传感器 |
| 1.2 仿生柔性人工突触器件 |
| 1.2.1 基于忆阻器结构的两端柔性人工突触器件 |
| 1.2.2 基于晶体管结构的三端柔性人工突触器件 |
| 1.2.3 新型人工突触器件 |
| 1.2.4 小结 |
| 1.3 柔性触觉神经拟态感知系统 |
| 1.3.1 基于压阻式柔性传感器的神经拟态触觉感知系统 |
| 1.3.2 基于压电/摩擦电式柔性传感器的神经拟态触觉感知系统 |
| 1.3.3 基于柔性人工突触器件的仿生运动神经元 |
| 1.3.4 小结 |
| 1.4 论文的研究目的及研究内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 高性能柔性压力传感器研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 器件制备方法 |
| 2.2.2 材料表征与器件测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 柔性压力传感器的设计 |
| 2.3.2 器件的压力功能的实现 |
| 2.3.3 器件在笔迹鉴别的应用演示 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 模拟神经信号传递功能的柔性人工突触器件 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 器件制备方法 |
| 3.2.2 材料表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 器件仿生原型及设计 |
| 3.3.2 器件的材料表征 |
| 3.3.3 器件的工作原理探究 |
| 3.3.4 痛觉传递功能的实现 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 模拟神经信号处理功能的柔性人工突触器件 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 器件制备方法 |
| 4.2.2 材料表征方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 电信号响应的柔性人工突触器件 |
| 4.3.2 电信号输入神经信号处理功能的实现 |
| 4.3.3 光电信号双响应的柔性人工突触器件 |
| 4.3.4 光电信号输入神经信号处理功能的实现 |
| 4.3.5 光电协同作用下的记忆调制功能的实现 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 模拟触觉感知和反馈的人工体感系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 柔性压力传感器的制备 |
| 5.2.2 柔性突触晶体管制备 |
| 5.2.3 电化学驱动器的制备 |
| 5.2.4 电路设计制备 |
| 5.2.5 材料表征与系统测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 系统的仿生原型及系统构建 |
| 5.3.2 系统压力感知功能的实现 |
| 5.3.3 系统对压力时空分辨功能的实现 |
| 5.3.4 系统即时反馈功能的实现 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）柔性可拉伸储能器件的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 储能器件简述 |
| 1.1.1 超级电容器概述 |
| 1.1.2 二次电池概述 |
| 1.1.2.1 水系离子电池 |
| 1.1.2.2 有机系离子电池 |
| 1.2 柔性储能器件 |
| 1.2.1 柔性超级电容器发展现状 |
| 1.2.2 柔性电池发展现状 |
| 1.3 可拉伸储能器件 |
| 1.3.1 可拉伸超级电容器发展现状 |
| 1.3.2 可拉伸锂离子电池发展现状 |
| 1.4 本论文的研究目的和主要内容 |
| 第二章 基于CH_3CuS纳米线的柔性超级电容器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验所用的化学药品 |
| 2.2.2 实验所使用的设备 |
| 2.2.3 样品制备 |
| 2.3 材料表征与电化学性能分析 |
| 2.3.1 材料的表征手段 |
| 2.3.2 材料的表征结果与讨论 |
| 2.4 柔性超级电容器的组装与性能测试 |
| 2.4.1 CH_3CuS纸基电极的制备 |
| 2.4.2 全固态超级电容器的组装 |
| 2.4.3 全固态超级电容器性能测试 |
| 2.4.4 器件的柔性测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 直接打印-转印微型超级电容器阵列 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验中所使用的耗材 |
| 3.2.2 实验中所用的仪器 |
| 3.3 微型超级电容器阵列的制备 |
| 3.3.1 电极材料准备 |
| 3.3.2 插指电极阵列微型超级电容器制备 |
| 3.4 微型超级电容器外貌、尺寸以及性能表征 |
| 3.4.1 材料、器件尺寸以及电化学性能表征手段 |
| 3.4.2 微型超级电容器性能讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 一体化可拉伸锂离子电池 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验中所用的药品 |
| 4.2.2 实验所用的仪器 |
| 4.3 可拉伸锂离子电池器件制备 |
| 4.3.1 导电电极的制作 |
| 4.3.2 正负电极的制备 |
| 4.3.3 可拉伸隔膜的制作 |
| 4.3.4 平面型可拉伸全电池的组装 |
| 4.4 可拉伸锂离子电池的相关表征和测试结果讨论 |
| 4.4.1 负极材料的表征 |
| 4.4.2 电化学性能及测试结果讨论 |
| 4.4.3 组装的全电池的电化学性能表征及测试结果讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）基于硼化钴的结晶-非晶异质相材料的电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一部分 绪论 |
| 第1章 综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器概述 |
| 1.2.1 发展历程 |
| 1.2.2 储能机制分类 |
| 1.2.3 电极材料的分类 |
| 1.2.4 超级电容器器件的分类 |
| 1.3 双金属氧化物材料概述 |
| 1.3.1 双金属氧化物研究现状 |
| 1.3.2 双金属氧化物合成方法 |
| 1.3.3 双金属氧化物改善性能策略 |
| 1.4 非晶纳米材料概述 |
| 1.4.1 非晶纳米材料研究现状 |
| 1.4.2 非晶纳米材料的合成方法 |
| 1.5 结晶-非晶异质相工程概述 |
| 1.6 本课题研究思路的提出及研究内容 |
| 1.6.1 本课题研究思路的提出 |
| 1.6.2 本课题研究内容 |
| 1.6.3 解决的关键性问题 |
| 1.6.4 课题的创新性 |
| 1.6.5 技术路线和实验方案 |
| 第2章 实验、表征及测试 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 主要实验试剂及材料 |
| 2.1.2 主要实验设备 |
| 2.2 表征部分 |
| 2.3 测试部分 |
| 2.3.1 工作电极的制备 |
| 2.3.2 电化学测试手段 |
| 2.3.3 三电极体系单电极系统的构筑 |
| 2.3.4 二电极体系混合型电容器的构筑 |
| 第二部分 硼化钴-活性炭 |
| 第3章 非晶态硼化钴-活性炭复合纳米材料的合成及其电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硼化钴-活性炭的制备过程及示意图 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 硼化钴-活性炭成分分析 |
| 3.3.2 硼化钴-活性炭结构及形貌分析 |
| 3.3.3 硼化钴-活性炭单电极电化学性能分析 |
| 3.3.4 硼化钴-活性炭//活性炭器件电化学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第三部分 钼酸盐-硼化钴 |
| 第4章 棒状钼酸钴-花状非晶硼化钴异质结构的设计合成及其电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钼酸钴-硼化钴的制备过程及示意图 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 钼酸钴-硼化钴成分分析 |
| 4.3.2 钼酸钴-硼化钴结构及形貌分析 |
| 4.3.3 钼酸钴-硼化钴单电极电化学性能分析 |
| 4.3.4 钼酸钴-硼化钴//活性炭器件电化学性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 非晶硼化钴-结晶钼酸镍异质相中两相比例的调控及其倍率性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钼酸镍-硼化钴的制备过程及示意图 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 钼酸镍-硼化钴成分分析 |
| 5.3.2 钼酸镍-硼化钴结构及形貌分析 |
| 5.3.3 钼酸镍-硼化钴单电极电化学性能分析 |
| 5.3.4 钼酸镍-硼化钴//活性炭器件电化学性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第四部分 钒酸盐-硼化钴 |
| 第6章 壳层厚度可调的钒酸钴@非晶硼化钴核壳纳米微球的合成及其电化学性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 钒酸钴-硼化钴的制备过程及示意图 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 钒酸钴-硼化钴成分分析 |
| 6.3.2 钒酸钴-硼化钴结构及形貌分析 |
| 6.3.3 钒酸钴-硼化钴单电极电化学性能分析 |
| 6.3.4 钒酸钴-硼化钴//活性炭器件电化学性能分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 纳米颗粒状钒酸镍嵌入花状硼化钴分级结构的合成及其电化学性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 钒酸镍-硼化钴的制备过程及示意图 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 钒酸镍-硼化钴成分分析 |
| 7.3.2 钒酸镍-硼化钴结构及形貌分析 |
| 7.3.3 钒酸镍-硼化钴单电极电化学性能分析 |
| 7.3.4 钒酸镍-硼化钴//活性炭器件电化学性能分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第五部分 钨酸盐-硼化钴 |
| 第8章 非晶硼化钴-结晶钨酸钴异质相纳米结构的构筑及其电化学性能研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 钨酸钴-硼化钴的制备过程及示意图 |
| 8.3 结果与讨论 |
| 8.3.1 钨酸钴-硼化钴成分分析 |
| 8.3.2 钨酸钴-硼化钴结构及形貌分析 |
| 8.3.3 钨酸钴-硼化钴单电极电化学性能分析 |
| 8.3.4 钨酸钴-硼化钴//活性炭器件电化学性能分析 |
| 8.4 本章小结 |
| 第9章 晶态钨酸镍-非晶态硼化钴异质结构的制备及其电化学性能研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 钨酸镍-硼化钴的制备过程及示意图 |
| 9.3 结果与讨论 |
| 9.3.1 钨酸镍-硼化钴成分分析 |
| 9.3.2 钨酸镍-硼化钴结构及形貌分析 |
| 9.3.3 钨酸镍-硼化钴单电极电化学性能分析 |
| 9.3.4 钨酸镍-硼化钴//活性炭器件电化学性能分析 |
| 9.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间所发表和接受的学术论文及参加的学术会议 |
（8）新型低维半导体材料电子性质调控及量子输运的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 计量单位清单 |
| 缩写清单 |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 基于硅表面量子点电子器件的研究进展 |
| 2.2 二维层状半导体材料的研究进展 |
| 2.2.1 二维过渡金属二硫属化物 |
| 2.2.2 镓与铟的硫属化物 |
| 2.2.3 主族元素二维材料 |
| 2.3 二维层状半导体材料在器件领域的应用 |
| 2.3.1 电子和传感器件 |
| 2.3.2 光子和光电器件 |
| 2.3.3 新能源材料 |
| 3 第一性原理计算理论与方法 |
| 3.1 求解多粒子的薛定谔方程 |
| 3.1.1 玻恩-奥本海默(Born-Oppenheimer,BO)绝热近似 |
| 3.1.2 Hartree-Fock近似 |
| 3.2 密度泛函理论(DFT) |
| 3.2.1 Hohenberg-Kohn(HK)定理 |
| 3.2.2 Kohn-Sham(KS)方程 |
| 3.2.3 交换关联泛函 |
| 3.2.4 自旋密度泛函理论 |
| 3.2.5 小结 |
| 3.3 赝势近似 |
| 3.4 Kohn-Sham方程求解 |
| 3.4.1 基函数 |
| 3.4.2 平面波基组 |
| 3.4.3 LCAO基组 |
| 3.4.4 自洽求解Kohn-Sham方程 |
| 3.5 非平衡格林函数法(NEGF) |
| 3.5.1 屏蔽近似 |
| 3.5.2 NEGF方法计算电荷密度 |
| 3.5.3 物理量计算 |
| 3.6 相关第一性原理计算软件程序介绍 |
| 3.6.1 VASP |
| 3.6.2 NanoDcal |
| 3.6.3 RESCU |
| 4 自旋极化硅悬挂键纳米线的第一性原理量子输运研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 DBWs的自旋极化构型和能带结构 |
| 4.3.2 量子输运性质 |
| 4.4 总结 |
| 5 V族锑砷合金新型二维材料的电子结构以及界面相互作用的研究 |
| 5.1 锑砷合金二维材料的电子结构调控 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 构建材料结构及其优化 |
| 5.1.3 交换关联泛函选取 |
| 5.1.4 锑砷合金单层膜能带结构的调控 |
| 5.1.5 小结 |
| 5.2 锑砷合金单层膜在不同衬底上生长机制的研究 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 构建As_3Sb_5/衬底异质结结构及其优化 |
| 5.2.3 As_3Sb_5/衬底异质结界面特性的研究 |
| 5.2.4 小结 |
| 6 双层锑烯莫列波纹晶格结构和电子性质演变的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 双层扭转锑烯莫列超晶格建模及计算方法 |
| 6.3 双层扭转锑烯莫列超晶格结构优化中的漩涡重构现象 |
| 6.4 双层锑烯莫列波纹随扭转角度的平能带演变及物理机制 |
| 6.5 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 自旋极化硅悬挂键纳米线-补充材料 |
| 附录B As_3Sb_5/衬底异质结界面特性的研究-补充材料 |
| 附录C 双层扭转锑烯莫列波纹的研究-补充材料 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）柔性金属纳米结构执行器制造关键技术及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 柔性微电极执行器的研究背景及意义 |
| 1.2 柔性植入式假体执行器的结构及应用发展 |
| 1.2.1 植入式神经假体执行器作用下的生理基础 |
| 1.2.2 植入式神经假体执行器的应用 |
| 1.2.3 植入式假体中微电极的结构及其发展趋势 |
| 1.3 电极阵列的微加工技术及其材料性能现状 |
| 1.3.1 电极阵列的微加工技术 |
| 1.3.2 软光刻电极阵列的微加工技术 |
| 1.3.3 柔性电极执行器件基底材料及其粘附性研究现状 |
| 1.3.4 柔性电极导电纳米结构及其性能研究现状 |
| 1.4 课题研究目的、意义和拟解决的问题 |
| 1.5 课题来源、研究内容和论文安排 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 研究内容和论文安排 |
| 第2章 柔性金属纳米结构微执行电极设计与理论 |
| 2.1 表界面粘附性力学检测模型及其理论 |
| 2.1.1 纳米压痕测试原理 |
| 2.1.2 纳米划痕测试原理 |
| 2.2 电极表面的电阻抗模型及其理论 |
| 2.2.1 电化学的电阻抗测试方法 |
| 2.2.2 电容性机理 |
| 2.2.3 电极在体外测试和体内测试的电荷传递 |
| 2.3 柔性电极的设计材料及其性能测试 |
| 2.3.1 柔性神经电极执行器制造材料的选择 |
| 2.3.2 柔性电极执行器电刺激结构的仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 柔性微电极执行器件的制造与工艺改进 |
| 3.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2 柔性微电极执行器的设计及其MEMS加工工艺 |
| 3.2.1 柔性电极结构的设计要求 |
| 3.2.2 柔性电极的设计过程 |
| 3.2.3 制造柔性电极的材料选择 |
| 3.2.4 微电极执行器件的工艺设计过程 |
| 3.3 柔性微电极设计制造的结果及其性能 |
| 3.3.1 电极器件的表面形貌表征 |
| 3.3.2 柔性电极的阻抗及相位测试 |
| 3.3.3 柔性电极器件的导通率测试 |
| 3.4 基于干法离子刻蚀的柔性微电极制造工艺改进及其性能 |
| 3.4.1 基于硅基片的PI薄膜刻蚀及其工艺 |
| 3.4.2 RIE离子刻蚀对材料表面的亲疏水影响 |
| 3.4.3 柔性神经微电极的稳定性测试 |
| 3.4.4 金属层与高分子薄膜的纳米压痕和划痕测试 |
| 3.5 基于柔性微电极的铂纳米结构电化学镀层修饰 |
| 3.5.1 氯铂酸电镀液及其电镀工艺的设计 |
| 3.5.2 电极阵列电镀表面形貌 |
| 3.5.3 还原剂浓度对镀层形貌的影响 |
| 3.5.4 电位高低引起的涂层表面积的变化 |
| 3.5.5 不同结构修饰电极的阻抗和相位 |
| 3.5.6 不同纳米结构的循环伏安特性 |
| 3.5.7 不同纳米结构涂层的安全电荷注入能力 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于聚多巴胺仿生材料的PtNW电极的制造工艺 |
| 4.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2 柔性微电极执行器件的设计及其MEMS加工工艺 |
| 4.2.1 柔性电极结构的设计要求和设计过程 |
| 4.2.2 过程和制造工艺方法 |
| 4.3 柔性微电极设计制造的结果及其性能 |
| 4.3.1 电极器件的表面形貌表征 |
| 4.3.2 基于MEMS工艺制造的对比微电极制造 |
| 4.3.3 柔性电极测试过程 |
| 4.3.4 柔性电极软光刻工艺的原理及过程 |
| 4.3.5 微接触纳米压印对电极涂层厚度的影响 |
| 4.3.6 柔性PI-PDA/Pt NW电极的循环伏安特性和阻抗性能 |
| 4.3.7 机械附着力试验 |
| 4.3.8 电极扭转性能测试 |
| 4.4 不同材料表面体外细胞毒性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于PDA涂层和铂纳米结构的柔性电极快速制造的研究 |
| 5.1 实验材料与仪器 |
| 5.2 PDA仿生涂层及其金属铂涂层的柔性微电极器件的构建 |
| 5.2.1 PDA仿生涂层的加速聚合过程 |
| 5.2.2 铂金属柔性块电极的制备及其测试过程 |
| 5.3 涂层制造原理及其结果 |
| 5.3.1 PDA涂料的快速聚合原理 |
| 5.3.2 PDA薄膜沉积的表面形貌 |
| 5.3.3 紫外-可见吸收光谱和SEM表征 |
| 5.3.4 电极表面涂层材料的高分辨图像 |
| 5.3.5 不同纳米Ti O2浓度对PDA涂层材料的影响 |
| 5.3.6 纳米TiO2对金属涂层沉积的影响 |
| 5.4 涂层电化学性能分析 |
| 5.4.1 电极形貌及其阻抗性能 |
| 5.4.2 柔性电极的极化性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 柔性电极执行器件在大鼠体内的植入应用 |
| 6.1 动物实验平台的系统搭建及前期准备 |
| 6.1.1 实验材料与仪器 |
| 6.1.2 系统的搭建及其实体结构 |
| 6.2 动物实验信号刺激及采集 |
| 6.3 动物实验结果及其分析 |
| 6.3.1 信号的采集及其高通滤波 |
| 6.3.2 动作电位的检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要工作与结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文、专利、参与的课题及获得的奖励情况 |
四、纳米器件研究与应用的最新发展（论文参考文献）
- [1]聚集诱导发光[J]. 韩鹏博,徐赫,安众福,蔡哲毅,蔡政旭,巢晖,陈彪,陈明,陈禹,池振国,代淑婷,丁丹,董宇平,高志远,管伟江,何自开,胡晶晶,胡蓉,胡毅雄,黄秋忆,康苗苗,李丹霞,李济森,李树珍,李文朗,李振,林新霖,刘骅莹,刘佩颖,娄筱叮,吕超,马东阁,欧翰林,欧阳娟,彭谦,钱骏,秦安军,屈佳敏,石建兵,帅志刚,孙立和,田锐,田文晶,佟斌,汪辉亮,王东,王鹤,王涛,王晓,王誉澄,吴水珠,夏帆,谢育俊,熊凯,徐斌,闫东鹏,杨海波,杨清正,杨志涌,袁丽珍,袁望章,臧双全,曾钫,曾嘉杰,曾卓,张国庆,张晓燕,张学鹏,张艺,张宇凡,张志军,赵娟,赵征,赵子豪,赵祖金,唐本忠. 化学进展, 2022
- [2]柔性仿生触觉感知技术：从电子皮肤传感器到神经拟态仿生触觉感知系统[J]. 孙富钦,陆骐峰,张珽. 功能材料与器件学报, 2021(04)
- [3]二硫化钼纳米薄膜生物传感器的构建及其性能研究[D]. 张祎. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [4]纳米SRAM型FPGA的单粒子效应及其加固技术研究[D]. 蔡畅. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [5]柔性仿生突触器件及触觉感知系统研究[D]. 孙富钦. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]柔性可拉伸储能器件的制备及性能研究[D]. 王晓丹. 北京科技大学, 2021(08)
- [7]基于硼化钴的结晶-非晶异质相材料的电化学性能研究[D]. 侯景枫. 兰州理工大学, 2021(01)
- [8]新型低维半导体材料电子性质调控及量子输运的第一性原理研究[D]. 安琪. 北京科技大学, 2021(02)
- [9]柔性金属纳米结构执行器制造关键技术及其应用研究[D]. 黄兆岭. 贵州大学, 2020
- [10]基于摩擦纳米发电机的可穿戴能源器件[J]. 丁亚飞,陈翔宇. 物理学报, 2020(17)