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1、浅述纳米点的发展应用及自组装生成Au纳米点工艺摘要 近几年，Au/SiO2纳米材料一直被看作成尺寸制约性的代表材料，它不仅在生物学传感器方面有广泛应用，在非线性光学方面也有很大的应用价值。研究纳米点的制备技术在纳米电子和纳米机械器件制备方面有重要意义。本文旨在阐述了纳米点的发展应用及自组装生成Au纳米点。关键词 纳米点 应用近几年，射频磁控溅射制备金属纳米颗粒复合膜是许多方法中最好方法之一，可以在可控条件下和低温环境中获得均匀的覆盖薄膜，可以将金属颗粒均匀分散到半导体衬底中，这样就比其它方法更能有效的控制金属含量，而使复合膜中的金属量达到很高的值。也可以用生长的Au/SiO2一维纳米材料作为模
2、板，基于VLS生长机制催化生成理想的纳米点或者纳米线。这种用模板催化方式生长纳米线或者纳米点的工艺较其它方法更简单。利用模板合成纳米结构的方法给我们创造了更好的条件来控制复合纳米的性质，进而在纳米机械器件和纳米电子制备方面有重要意义。本文浅述了纳米点的可能的发展应用前景并初探了自组装生成Au纳米点工艺。一、复合材料纳米点的发展应用前景纳米点，也称半导体量子点（纳米微晶），是一种比较小的纳米微粒。纳米微晶的基本性质基于本身量子点的量子效应，当微粒尺寸进入到纳米级别时，将会引起宏观量子隧道效应、尺寸效应和表面效应，进而展现出许许多多不同于宏观材料的物理化学性质，在生命科学、量子器件、医药等方面具有
3、非常好的应用前景，同时将对电子信息技术、生命科学的发展产生深远的影响。（一）在生命科学中的应用在生命科学领域纳米微晶的主要应用前景就是在生物科学中作荧光探针，传统的荧光探针激光光谱窄，且不连续，而纳米微晶的激光光谱宽且连续，颜色可调，而且量子点的光化学稳定性高，不易分解。同时纳米点很有可能使筛选药物成为可能。将不同光谱的纳米点与不同靶分子的药物相结合，就可以一次性检测药物分子。纳米点还可以应用在医学成像方面。因为可见光只能穿透厚度为毫米级的组织，而红外光线则可以穿透厚度为厘米级的组织，因此我们可将在红外区发光的纳米点标记到要检测组织的组分上，同时用红外光激发，通过成像的方法来检测组织内部的情况
4、，从而达到诊断的目的。纳米点在生物芯片发展历程中也可以大显身手。例如在研究蛋白质与蛋白质相互作用的生物芯片中，尽管生物芯片上有非常非常多的蛋白质，可是由于受传统荧光探针性能的限制，通常一次只能将一种或几种标记了荧光探针的蛋白质与生物芯片相作用，从而进行检测。要研究多个蛋白质就必须重复操作，降低了效率。如果我们在芯片的应用中引入了纳米点情况则可能不同，基本可以做到“很多”对“很多”。纳米微晶还可以应用于溶液矩阵，即将不同的纳米点或纳米点微粒标记在每一种生物分子上，并置于溶液中，形成所谓溶液矩阵。进行标记了的生物分子在溶液状态下很容易保持生物分子的正常三维构象，从而具备了正常的生物功能，这是其优于
5、平面芯片的地方。（二）半导体纳米点的器件应用纳米点的生长工艺及其性质成为当今纳米材料的研究热点，目前最常用的制备纳米点的方法是自组织生长方式。纳米点中较低的态密度和能级的尖锐化，导致了纳米点的结构对其中的载流子产生三维量子限制效应，从而使其光学性能和电学性能发生了变化，而纳米点在正入射情况下才能发生明显的带内跃迁。这些性质都使纳米点在各种光电器件、单电子器件以及其他器件方面具有极为广阔的应用前景。纳米点复合材料及纳米点激光器是半导体技术领域中的一个前沿性课题。纳米点复合材料基于它的量子隧穿、尺寸效应、以及非线性光学效应等是新一代固态量子器件的基础，在未来的光电子学、新一代超大规模集成电路和纳米
6、电子学等方面有着极其重要的应用前景。我们采用自组装方法直接生长纳米点复合材料，可将纳米点的横向尺寸缩小到几十纳米之内，接近纵向尺寸，并可获得无位借、无损伤的纳米点，现己成为纳米点复合材料制备技术的重要手段之一，缺点就是纳米点的均匀性不好控制。以纳米点结构为有源区的纳米点激光器理论上具有更高的光增益、更宽的调制带宽、更高的特征温度和更低的阂值电流密度等优点，将使激光器件的性能有一个质的飞跃，对未来半导体激光器件市场的发展方向产生巨大的影响。近几年来，日本、欧洲、美国等国家都开展了自组装纳米点材料和纳米点激光器件的研究，取得了很大进展。当然在除了采用面发射激光器、纳米点材料研制边发射外，在其他的光
7、电子器件上纳米点也得到了非常非常广泛的应用。二、自组装法生长Au纳米点工艺半导体纳米点的生长工艺及其性质成为当今纳米材料的研究热点，目前比较流行的纳米点制备工艺一般有三种：一是在超晶格结构或量子阱的基础上用高分辨电子束曝光直接刻蚀的工艺，量子点的分布、形状可控，但容易损伤而引入玷污和缺陷；二是用溶胶凝胶的化学方法制备半导体纳米点，但杂质很多，工艺仍不成熟；三是利用晶体生长的S-K模式进行应变原位自组装生长纳米点，也是最成熟、简便的方法。我们也可以用自组装法生长Au纳米点，然后作为生长一维纳米材料的模板，这种用自组装方法制备的模板较其它一些方法更简单普适。利用此类模板合成纳米结构给人们以更多的自由度来控制体系的性质，在纳米电子和纳米机械器件制备方面有重要意义。
