由于STM能够直接观察到原子在物质表面的排列状态和跟表面电子行为有关系的物理化学性质，因此，STM对表面科学、材料科学、生命科学和微电子科学技术的研究都有着重大的意义和广阔的应用前景。如图3-53为各种纳米材料的SPM图像，利用仪器的软件分析，可得到纳米材料的粒径分布等信息。在纳米尺度上进一步研究材料的特性，相位成像技术不可缺少。图3-54为利用STM对Fe原子与CO分子逐步进行反应的实时观察过程。......
2025-09-29
纳米硅体系的应用前景展望
【摘要】：硅纳米管的上述性质可以应用在自旋电子和纳米尺寸磁性器件上；用掺杂硅纳米管将来可能制得性价比高的场发射显示屏等纳米场发射器件；纳米硅体系具有很大的比表面积，表面可能分布着高密度的悬挂键，这样就能吸附大量的气体分子和生物分子，外界环境的改变会迅速引起表面或界面离子价态电子输运的变化，利用其电阻的变化可以制成响应速度快、灵敏度高、选择性优良的传感器等。
硅是代表性的半导体材料，是微电子工业的主导材料，为硅器件、特别是各种硅集成电路的发展提供了坚实可靠的物质基础。但由于传统的“由上而下”的微电子工艺受经典物理学理论的限制，依靠这一工艺来减小电子器件的尺寸越来越困难，而研究发现纳米硅锗材料比块体硅锗的性能更优异［12］。
半导体硅属于间接带隙半导体，能隙很小，不能发出可见光，不能用于光电器件。而对于纳米硅体系的研究表明，其具有量子尺寸效应，使能隙加宽，会产生光致发光现象，所以纳米硅体系将来有可能在低维纳米技术基础上实现硅基纳米结构的光电集成电路；理论研究发现，通过掺入过渡金属可以得到稳定的硅纳米管，如Singh等通过第一性原理密度泛函计算表明，通过掺铁可以得到具有铁磁性的硅纳米管，并且每个铁原子都具有和铁块几乎相同的磁力矩，掺锰可以得到反铁磁性的硅纳米管，其锰原子上有很大的局域磁力矩，但铁磁性质已经退化，只有通过一个外加的弱磁场才能得到。硅纳米管的上述性质可以应用在自旋电子和纳米尺寸磁性器件上；用掺杂硅纳米管将来可能制得性价比高的场发射显示屏等纳米场发射器件；纳米硅体系具有很大的比表面积，表面可能分布着高密度的悬挂键，这样就能吸附大量的气体分子和生物分子，外界环境的改变会迅速引起表面或界面离子价态电子输运的变化，利用其电阻的变化可以制成响应速度快、灵敏度高、选择性优良的传感器等。(https://www.chuimin.cn)
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