[00335217]信息功能材料中分形团簇的纳米结构特征及其光电学特性

对照原定的考核指标,该项目圆满地完成了各项任务。 成果简介如下： （1）利用真空热蒸发技术（真空度优于2*10-5 Torr）,实现了Au/Ge薄膜（膜厚为：25nm/25nm、25nm/20nm和25nm/18nm）、Pd/Ge薄膜（膜厚为：25nm/50nm）和Al/Ge薄膜（膜厚为：40nm/45nm）的制备,衬底分别为NaCl（100）和Si（100）衬底。 （2）实现了这些薄膜在真空条件下的退火处理（真空度优于2*10-5 Torr）： （i）Au/Ge薄膜（膜厚为：25nm/25nm）：退火温度分别为100℃、120℃,退火时间分别为40和60分钟。 （ii）Au/Ge薄膜（膜厚为：25nm/20nm）：退火温度分别为50℃、75℃、100℃,退火时间分别为60分钟以及退火温度分别为120℃、150℃、180℃、210℃,退火时间分别为30分钟。 （iii）Au/Ge薄膜（膜厚为：25nm/18nm）：退火温度为120℃,退火时间分别为40和60分钟。 （iv）Pd/Ge薄膜（膜厚为：25nm/50nm）：退火温度分别为100℃、200℃、300℃、350℃、400℃,退火时间分别为30分钟。 （v）Al/Ge薄膜（膜厚为：40nm/45nm）：退火温度分别为200℃、250℃、300℃、400℃、500℃,退火时间分别为60分钟。 （3）利用SEM、TEM、HRTEM、EDS、SAED等技术手段,分别对退火前后样品的形貌特征、组分,尺度以及微结构进行了表征。探索了各种控制因素,如：膜厚比、退火温度、退火时间对薄膜的分形结构形成的影响。 （4）对具有分形结构的Au/Ge、Pd/Ge和Al/Ge薄膜体系,运用TEM、HRTEM、EDS、SAED进行详细地观察分析。探索纳米颗粒的分布、量子结构特征、界面形态、表面形态、量子尺度等与分形结构的各种参数之间的关系。 （5）研究各种控制因素（膜厚比、退火温度、退火时间）与分形薄膜中亚稳态界面化合物（Au0.6Ge0.4、Pd2Ge和PdGe）形成的关系,探讨亚稳相突发的分解长大所形成分形结构的形成机理,加深对分形结构形成机理多样性的理解。 （6）在合理简化的条件下,将允许粒子沿着团簇边缘行走,通过调整原子行走和边缘行走的比率,对形成亚稳态界面化合物的薄膜体系中分形结构的计算机模拟。实现Au/Ge薄膜中分形结构的计算模拟与实验结果的分析对比,获取了亚稳态界面化合物特征与纳米结构特征、分形结构特征的关联。 （7）运用四探针方法测量了Au/Ge薄膜体系中分形结构形成前后（具有纳米量子结构或亚稳态界面化合物）的V-I特征曲线、电阻率、热电势等。分析研究纳米颗粒分布、量子结构特征、亚稳态界面化合物、分形参数与薄膜体系的电学性能的关系。 （8）项目的研究成果以论文和专利形式刊出,已发表标注受本项目资助的SCI论文7篇,其中影响因子大于16一篇,大于6一篇,大于4三篇;国家发明专利3项。 （9）在此项目的研究过程中,培养已毕业硕士生3名,均获得“上海大学优秀毕业研究生”,其中一名研究生还获得2011年度上海大学最高荣誉奖钱伟长校长奖学金。在读博士生1名,硕士生3名。 （10）学术交流：在此项目的研究过程中,邀请了香港城市大学著名专家Joseph K.L.Lai（Chair Professor）和Chan-Hung Shek教授分别来上海大学进行了为期一周的学术交流,就金属/半导体薄膜中分形团簇的微纳米结构及其输运性质进行了合作研究和学术指导,其中Joseph K.L.Lai（Chair Professor）被授予“上海大学自强教授”。