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STM在物质表面结构研究中的应用进展

化学进展 1992年第2期4卷 1-14页

作者：白春礼郭军中国科学院化学研究所

一、扫描隧道显微术的特点与进展自从1933年德国Ruska和Knoll等人在柏林制成第一台电子显微镜后,几十年来,有许多用于表面结构分析的现代仪器先后问世,如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、场电子显微镜(FEM)、场离子显微镜(F... 详细信息

一、扫描隧道显微术的特点与进展自从1933年德国Ruska和Knoll等人在柏林制成第一台电子显微镜后,几十年来,有许多用于表面结构分析的现代仪器先后问世,如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、场电子显微镜(FEM)、场离子显微镜(FIM)、低能电子衍射(LEED)、俄歇谱仪(AES)、光电子能谱(ESCA )、电子探针等。

关键词：物质表面低能电子衍射 STM 表面位光电子能谱场电子显微镜原子层透射电子显微镜扫描电子显微镜原子级

碳纳米管与不同物质表面界面结合的分子动力学模拟研究

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碳纳米管与不同物质表面界面结合的分子动力学模拟研究

作者：谢洁中国石油大学

学位级别：硕士

1991年,日本学者饭岛首次利用电子显微镜观察到中空的碳纤维,称为“碳纳米管”,自此,碳纳米管由于其独特的热学、力学、电学、光学等性质引起了国内外大量研究者的研究热潮及近十年来碳纳米管科学与技术的飞速发展。近几年来,许多实验... 详细信息

1991年,日本学者饭岛首次利用电子显微镜观察到中空的碳纤维,称为“碳纳米管”,自此,碳纳米管由于其独特的热学、力学、电学、光学等性质引起了国内外大量研究者的研究热潮及近十年来碳纳米管科学与技术的飞速发展。近几年来,许多实验研究表明添加少量的碳纳米管到金属基体中可显著增强金属基复合材料的弹性模量和硬度。在碳纳米管增强金属基复合材料中,实验研究碳纳米管与物质表面的微观界面结合机理十分复杂困难,而复合材料的性质很大程度上由碳纳米管与物质表面的界面结合情况所决定,因而,利用分子力学、分子动力学进行计算模拟的方法被越来越广泛的应用到这一领域中来解决这一问题。本文旨在研究碳纳米管与不同物质表面的界面结合过程、机理及其形变问题,研究化学修饰对碳纳米管在不同表面上形变的影响。首先,利用基于COMPASS力场的分子动力学模拟研究了碳纳米管在Al表面上的动力学行为,研究了管半径、长度的影响。动力学模拟研究发现当碳纳米管的直径大于某一临界值时,碳纳米管在Al表面上很容易塌陷,由原来的圆柱形迅速转变为双层石墨带状结构覆盖在Al表面上,碳纳米管半径的影响与之前的研究相似,而长度对其塌陷并不产生影响。动力学模拟发现碳纳米管在不同形态的Ni表面上具有不同的塌陷形态,在Ni表面上的塌陷结构与表面的粗糙度有关,但细微的粗糙度对碳纳米管的塌陷可忽略。碳纳米管在其它表面如Fe、Ni、石墨表面上也能完全塌陷,而对于Si表面,碳纳米管并不能完全塌陷,仅有略微的变形,这可能与各种表面的金属性有关,研究推断表面的金属性越强,碳纳米管越容易塌陷。不同直径的碳纳米管在Si表面上的塌陷与其他小组的研究相符合。对于Fe、FeO及Fe2O3表面,发现随着表面氧化程度的加强,碳纳米管的塌陷程度越小,表明碳纳米管的塌陷主要由其与金属原子之间的相互作用力所导致。我们进一步发现化学修饰可增强碳纳米管其圆柱结构在各种物质表面上的结构稳定性。分子动力学模拟研究了不同修饰量下的碳纳米管在Al表面上动力学行为,一定量的化学修饰增强了碳管的结构稳定性,可较好的防止碳纳米管的塌陷,研究也发现,在相同的修饰量下,碳纳米管半径越大、长度越长,防止碳纳米管塌陷所需的化学修饰量越大,反之亦然。以氨基修饰的碳纳米管为例,我们发现,在不同的物质表面上,防止碳纳米管塌陷所需的化学修饰量也不相同,随着修饰量的增大,修饰了的碳纳米管与各种物质表面的结合能都减小。比较了氨基修饰、羧基修饰、羟基修饰及甲基修饰的碳管在Ni表面上防止碳纳米管塌陷的能力,对于四种修饰基团,研究发现氨基、羧基防止碳管塌陷的能力相似且较好,其次为甲基,羟基最差。本文的模拟结果从微观上给碳纳米管增强金属基复合材料的制备、碳纳米管用作纳米容器、储存或传递分子、储氢等提供了理论指导,可以缩短研究周期,降低研究成本。

关键词：分子动力学模拟碳纳米管物质表面塌陷化学修饰

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物质表面的微观世界——封一、封四的说明

现代物理知识 1990年第3期 29-34+0页

作者：白春礼

在表面物理、表面化学和材料科学的某些领域中,表面的重要性自不待言.但在原子、分子尺度上,物质表面的微观世界究竟如何,在扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)发明之前,人们并没有任何一种实验手段可在实空间内直接观察物质表面... 详细信息

在表面物理、表面化学和材料科学的某些领域中,表面的重要性自不待言.但在原子、分子尺度上,物质表面的微观世界究竟如何,在扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)发明之前,人们并没有任何一种实验手段可在实空间内直接观察物质表面一个或几个原子层的微观结构.因此,世界上第一台STM的发明者,IBM公司苏黎世实验室的葛·宾尼(Gerd Binnig)博士和海·罗雷尔(Heinich Rohrer)博士荣获了1986年度诺贝尔物理奖.STM的问世,使人类第一次能够实时观察到原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理化学性质,被科学界誉为是对表面科学和表面现象分析技术的革命.

关键词： AFM 封底分子书籍结构原子级微观世界态密度物质表面

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用背散射进行物质表面分析

原子能科学技术 1979年第5期 563-571页

作者：承焕生汤家镛徐志伟杨福家赵国庆周筑颖复旦大学

背散射是物质表面分析的一种有用工具。本文简要介绍了背散射的原理和常用的分析方法,给出了用背散射技术测量金属和非金属厚度、分析硅中掺砷含量、测量SiN样品的化学配比、分析离子注入样品、测量氯元素在二氧化硅中的深度分布等实验... 详细信息

背散射是物质表面分析的一种有用工具。本文简要介绍了背散射的原理和常用的分析方法,给出了用背散射技术测量金属和非金属厚度、分析硅中掺砷含量、测量SiN样品的化学配比、分析离子注入样品、测量氯元素在二氧化硅中的深度分布等实验结果。

关键词：背散射能谱物质表面二氧化硅损失因子深度分布靶物质

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用背散射分析物质表面

自然杂志 1978年第8期 502-502页

用离子加速器的离子束进行物质表面分析是近十年来发展起来的,它是表面科学中的有效分析手段,包括背散射(RBS)、质子荧光分析(PIXE)和核反应三种方法。它们各有特点,互相补充。所谓背散射就是能量为1～3MeV的~4He~+离子束或能量为几百Ke... 详细信息

用离子加速器的离子束进行物质表面分析是近十年来发展起来的,它是表面科学中的有效分析手段,包括背散射(RBS)、质子荧光分析(PIXE)和核反应三种方法。它们各有特点,互相补充。所谓背散射就是能量为1～3MeV的~4He~+离子束或能量为几百KeV的质子束打到靶上,入射离子和靶原子核发生库仑相互作用,部分入射离子发生大角度散射的现象。用金—硅面垒半导体探测器可测得此背散射离

关键词：入射离子背散射分析能谱质子荧光分析物质表面离子加速器直线加速器分析样品重元素原子核深度分辨率离子能量

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思维结构与低年级学生的语文学习

江西教育（管理版）（A） 1991年第1期 26-27页

作者：罗方义

一、思维结构影响着语文学习化学中有一种光彩夺目的物质叫金刚石,在天然物质中它的硬度最大;还有一种深灰色的物质叫石墨,是最软的矿物之一。这两种物质表面上看起来各不相同,性质差别很大,但它们实际上都是由同一种元素——碳所组成... 详细信息

一、思维结构影响着语文学习化学中有一种光彩夺目的物质叫金刚石,在天然物质中它的硬度最大;还有一种深灰色的物质叫石墨,是最软的矿物之一。这两种物质表面上看起来各不相同,性质差别很大,但它们实际上都是由同一种元素——碳所组成的。造成差别的原因是两种物质内的原子排列的不同。——“结构”缘故使这两种同元素的物质的性质相差甚大。无生命的物质和有生命的人相提并论虽不够恰当,然而事理还是相通的。于是,笔者联想到思维结构的不同对学生的语文学习也将产生很大的影响。

关键词：思维结构物质表面原子排列思维训练天然物质小白兔中学生心理林崇德直线思维小学语文课

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STM研究的新进展

真空科学与技术学报 1991年第6期22卷 351-356页

作者：白春礼中国科学院化学研究所北京100080

STM是80年代初期发明的一种用于表面结构研究的新技术(注:扫描隧道显微技术和扫描隧道显微镜的英文缩写都是STM),它能观察物质表面原子的几何排列和表面形貌,配合扫描隧道谱学(scanning tunneling spectroscopy)原理,还能够获取表面价键。

关键词：扫描隧道显微镜显微技术物质表面谱学原子级扫描探针显微镜 tunneling STM 表面形貌能隙

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极小,但很神奇 ——纳米风暴席卷世界

大科技(科学之谜) 2001年第2期 6-11页

作者：何佳

不流血的外科手术无影灯照着白布巾围着的手术部位,病人已进入麻醉状态。只见外科医生那聚精会神的面孔,熟练而机械的动作,以及那断断续续发出的吩咐声:"止血钳!——手术刀!——纱布塞!……"我们从书上或根据亲自经历都能想象出,外科

关键词：纳米技术扫描隧道显微镜物质表面纳米机器人纳米时代隧道电流脑垂体瘤显微镜下

《建筑师》·2014“天作奖”国际大学生建筑设计竞赛获奖作品

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建筑师 2015年第1期 6-24页

主题:社区微中心和它们构成的城市网络Theme:Micro Communal Center and the Urban Network They Form题旨:未来的建筑师们,当你们毕业的时候,开始你们的建筑实践生涯,你们所面临的大多数任务可能已经不再是宏大规模的设计与建造,这些... 详细信息

主题:社区微中心和它们构成的城市网络Theme:Micro Communal Center and the Urban Network They Form题旨:未来的建筑师们,当你们毕业的时候,开始你们的建筑实践生涯,你们所面临的大多数任务可能已经不再是宏大规模的设计与建造,这些工作已经在过去的十几二十年里被你们上一两代的建筑师们在无比的匆忙中透支掉了。在高速度的设计与建设中,难以置信的巨大数量的房屋遍地开花,城市面貌被迅速改写,旧城被拆改,新城不断涌现。在物质表面变化的同时,一个城市的精神层面在同步发生裂变。

关键词：设计竞赛物质表面建筑实践城市网络城市问题知微见著公共空间河北工业大学竞赛题目孙欣