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专题课程介绍了物理原型制作和为期一年的项目中最常用的材料。本课程包括基础理论和实际动手实验和项目,让学生获得原型制作材料的基本知识,包括金属、聚合物、玻璃、木材等。还将介绍一些用于未来项目的高级材料,例如金属薄膜、液态金属、石墨烯等。材料的特性也将在实验期间进行测试和测量。学生将通过讲座和实际动手实验获得知识。
摘要:金属纳米图案在利用纳米级电传导的应用中无处不在,包括互连、电纳米接触和金属垫之间的小间隙。这些金属纳米图案可以设计成显示其他物理特性(光学透明性、等离子体效应、铁磁性、超导性、散热等)。出于这些原因,深入研究使用简单工艺的新型光刻方法是实现高分辨率和高吞吐量金属纳米图案的关键持续问题。在本文中,我们介绍了一种简单的方法,通过聚焦的 Ga + 束有效分解 Pd 3 (OAc) 6 旋涂薄膜,从而得到富含金属的 Pd 纳米结构。值得注意的是,使用低至 30 μ C/cm 2 的电荷剂量就足以制造金属 Pd 含量高于 50% (at.) 且具有低电阻率 (70 μ Ω · cm) 的结构。二元碰撞近似模拟为这一实验发现提供了理论支持。这种显著的行为用于提供三种概念验证应用:(i) 创建与纳米线的电接触,(ii) 在大型金属接触垫之间制造小 (40 纳米) 间隙,以及 (iii) 制造大面积金属网格。讨论了聚焦离子束直接分解旋涂有机金属薄膜对多个领域的影响。关键词:聚焦离子束、旋涂有机金属薄膜、电接触、纳米间隙电极、大面积网格■ 简介
教授 neerajfizix@hotmail.com 电话:0751-2340610 ®,2442778 (O) Neeraj Jain 博士于 1976 年在 Jiwaji 大学瓜廖尔分校获得物理学硕士学位。此后,他于 1984 年因在金属薄膜方面的工作而在该大学获得博士学位。他于 1977 年加入该系担任讲师。1983 年,他获得 DAAD 奖学金,前往西德从事微电子学工作。回国后,他于 1987 年成为读者。目前,他是物理学教授。他的主要兴趣领域是统计力学、数学物理和材料科学。他指导过许多候选人完成他们的硕士论文。他目前的研究领域是薄膜理论。他为本科和研究生课程的准备做出了贡献。
薄金属薄膜的电阻率与其块体电阻率有显著不同,而且,电阻率随薄膜厚度的减小而增大。当金属薄膜厚度接近电子平均自由程 (EMFP) 时,电阻率的急剧增加通常归因于表面散射和晶界散射。很难将表面散射的影响与与薄膜结构相关的其他因素区分开来。通过非原位 TEM 和 STM 显微镜,广泛研究了与薄膜制备工艺和薄膜电子特性有关的金薄膜的形貌、成核和生长。最近,在沉积和退火过程中通过原位 STM 描述了金薄膜的动力学生长。在报告的研究中,较低厚度下电阻率的快速增加与从连续到不连续的薄膜结构的转变有关。
摘要 作为可穿戴电子设备的热防护基板,由嵌入相变材料和金属层的聚合物材料制成的功能性软复合材料对人体皮肤的热防护具有独特的能力。在此,我们开发了一个分析瞬态相变传热模型来研究带有热防护基板的可穿戴电子设备的热性能。该模型通过实验和有限元分析(FEA)进行了验证。系统全面地研究了基板结构尺寸和热源功率输入对温度管理效率的影响。结果表明,可穿戴电子设备的热管理目标是通过以下热防护机制实现的。金属薄膜通过重新配置热流方向有助于沿平面方向散热,而相变材料则吸收多余的热量。这些结果不仅将促进对包含热防护基板的可穿戴电子设备热性能的根本理解,而且还有助于可穿戴电子设备热防护基板的合理设计。
近年来,人们对塔姆等离子体极化激元 (TPP) 的兴趣日益浓厚,TPP 是位于一维光子晶体 (PhC) 和金属薄膜界面处的光态 [1-10]。通过将液晶引入金属光子晶体结构,可以控制 TPP 的波长和 Q 因子 [11],从而可以通过同时改变电场和温度来控制系统的光学特性。然而,基于这种方法的装置相对较慢,因为液晶的响应时间至少为一毫秒。一种有前途的替代方案是相变材料,例如 VO2 [12-14]、GeSbTe (GST) [15-17] 和 Sb2S3 [18-20]。这些材料的光学特性在特定温度下会急剧变化,从而可以快速调制系统的光学响应。在这种情况下,切换发生在一微秒内,比基于液晶的结构快三个数量级。VO 2 的优势在于 68 C o 的低相变温度。然而,与 GST 一样,VO 2 具有高消光系数,这使其难以用于纳米光子器件。
Urrutia 等人 2 的文章从品质因数 (FoM) 的角度分析了多种光纤传感结构的性能,品质因数是折射率灵敏度 (RI) 与谐振半峰全宽 (FWHm) 之比。在该工作分析的结构中,必须强调两个结合电磁谐振和光纤的例子。第一个是倾斜光纤布拉格光栅 (TFBG),其中金属薄膜 3 的应用允许将这些结构的性能提升到 FoM 超过 1000。第二个是损耗模式谐振 (LMR),它基于高折射率介电材料(通常是金属氧化物 4,5 )的沉积。探索这种现象的最佳结构是 D 形光纤,其中可以使用保偏光纤 6 或在线偏振器和偏振控制器 7 来分离 TE 和 TM 分量。这种设置可以获得水中每 RI 单位数千 nm 的灵敏度,后一种情况下的 FoM 可达 2000 左右。
大脑功能依赖于脉冲神经元回路,其中突触在融合传输与记忆存储和处理方面发挥着关键作用。电子技术在模拟神经元和突触方面取得了重要进展,而将大脑和受大脑启发的设备连接起来的脑机接口概念也开始实现。我们报告了大脑和硅脉冲神经元之间的忆阻连接,这些连接模拟了真实突触的传输和可塑性。与金属薄膜氧化钛微电极配对的忆阻器将硅神经元连接到大鼠海马的神经元。忆阻可塑性解释了连接强度的调节,而传输则由通过薄膜氧化物的加权刺激介导,从而产生类似于兴奋性突触后电位的反应。反向大脑到硅的连接是通过微电极-忆阻器对建立的。在此基础上,我们展示了一个三神经元脑硅网络,其中忆阻突触经历由神经元放电率驱动的长期增强或抑制。
元素金属薄膜在现代电子纳米器件中起着非常重要的作用,可用作传导通路、间隔层、自旋电流发生器/探测器以及许多其他重要功能。在这项工作中,通过利用固体金属有机源前体的化学性质,我们展示了元素 Ir 和 Ru 金属薄膜的分子束外延合成。当金属有机前体在基底表面分解时,通过对金属相的热力学和动力学选择,可以合成这些金属。采用原位和非原位结构和成分表征技术相结合的方式,研究了不同条件下的薄膜生长。在前体吸附、分解和晶体生长的背景下,讨论了基底温度、氧反应性和前体通量在调整薄膜成分和质量方面的重要作用。计算热力学将金属或氧化物形成的驱动力量化为合成条件和化学势变化的函数。这些结果表明,体热力学是低温下 Ir 金属形成的合理原因,而 Ru 金属的形成可能是由动力学介导的。