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硅纳米电子学、纳米结构和高效硅光伏技术的进展
硅是一种无处不在的半导体材料，可用于多种应用，是现代电子和能量收集的基础。硅基微电子，如今更确切地说是纳米电子，将在不久的将来达到 10 纳米以下的技术节点。在这些尺寸下，纳米尺寸效应（例如量子限制、掺杂的统计问题、表面状态等）开始发挥作用，降低性能和可靠性，甚至导致晶体管完全失效。这些纳米尺寸效应中的几种已经在精心制造的 Si 纳米结构上进行了研究，在那里获得的研究结果可能对于规避 FET 达到单纳米尺寸时出现的问题至关重要。此外，Si 纳米结构的非常规和新颖方法也令人感兴趣，因为它们可以提供替代的解决方法，有助于防止未来技术节点实施的进一步延迟，目标是在降低功耗的情况下提供更高的性能。除了电子晶体管之外，硅纳米结构（如纳米线和纳米粒子）还为传感器、量子器件、操纵器、执行器、光电子学、生物标记等领域的各种跨学科应用开辟了全新的前景。由于表面体积比高，硅纳米结构主要由表面决定，因此需要新的物理和化学知识来了解其特性。这些知识尚未完成并转移到现代晶体管技术中。在能量收集领域，硅光伏电池通过用异质结取代扩散的 p/n 同质结（充当载流子选择性和高度钝化（无复合）接触）提高了效率。这一概念允许研究一系列新材料作为接触，但需要精确了解它们与硅的界面特性。尽管有报道称至少在实验室规模的太阳能电池上转换效率令人印象深刻，但尚未找到结合了正确的电子和光学特性并与工业批量生产兼容的理想异质接触。进一步的跨学科研究必须找到或开发将合适的 Si 表面钝化与载流子选择性隧穿、长期稳定性以及可靠且经济高效的制造相结合的材料。
核壳纳米结构：药物输送应用前景
完整作者列表：库马尔，拉吉；密歇根大学，药学科学系 Mondal，Kunal；爱达荷国家实验室，材料科学与工程；北卡罗来纳州立大学，化学与生物分子工程 Panda，Pritam；乌普萨拉大学物理与天文学系 Kaushik，Ajeet；佛罗里达理工大学，自然科学 Abolhassani，Reza；南丹麦大学 - 松德堡，MCI/NanoSYD Ahuja，Rajeev；乌普萨拉大学，物理学和天文学 Rubahn，Horst-Gunter；南丹麦大学、马兹·克劳森研究所、NanoSYD Mishra、Yogendra；南丹麦大学 - 松德堡校区、NanoSYD、马兹·克劳森研究所
用于化学和生物传感的硅杂化纳米结构的界面工程
这些和其他有吸引力的特点引起了人们对这种技术日益增长的兴趣，包括材料科学的基本方面和控制界面特性的化学方法。纳米材料合成方法和纳米制造技术的最新进展为具有极高界面面积和极小尺寸的化学传感器创造了机会，分别可以提高灵敏度和响应时间。以前的报告描述了独特的传感器类别，它们利用各种类型的纳米材料和设备架构进行有针对性的应用，活性材料包括有机半导体[3,4]、无机薄膜和纳米线[5–9]、碳纳米管[10]、石墨烯[11]和过渡金属二硫代化合物[12]。在所研究的广泛材料中，单晶硅及其衍生物尤其令人感兴趣，因为其具有优异、可重复和良好控制的电子特性，可实现卓越的性能和节能运行，并与互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术兼容，用于集成多路复用和信号处理。各种研究都表明了此类化学传感平台的用途，重点是制备、组装、界面工程、电气性能和应用。与其他纳米材料（例如石墨烯、过渡金属二硫属化物、黑磷）相比，这些纳米材料通常包含一系列不受控制的活性位点（例如空位、晶粒边界和缺陷），对基面传感产生不利影响，而现代方法可以常规形成单晶硅，质量优异，成本低，面积大，结构和材料特性近乎完美。[13] 受控生长和/或光刻