硅基红外器件的背面抛光质量直接影响芯片的性能参数，抛光后的清洗处理也会影响后续工艺的可靠性。材料表面吸附颗粒的清洗是当前研究的热点。探讨了阴离子表面活性剂——十二烷基硫酸钠（Sodium Dodecyl Sulfate，SDS）对硅溶胶抛光后硅片颗粒的清洗效果，并采用分子模拟方法深入分析了清洗机理。结果表明，SDS浓度较高时，可在SiO2颗粒表面形成双层吸附形态并在最外围呈现负电荷状态。这与酸性环境中硅片表面所带的负电荷形成静电排斥力，进而起到有效清洗SiO2颗粒的效果。
Si基红外器件 硅片清洗 表面活性剂 分子模拟 Si-based infrared device silicon wafer cleaning surfactant molecular simulation
一维硒纳米材料因其独特的结构和物理化学性质在纳米电子器件等领域展现出诱人的前景，因此，寻求一种快速、简便、环境友好的一维硒纳米材料的合成方法具有重要的研究意义。本文将采用硒代硫酸钠（Na2SeSO3）作为硒源，聚氧乙烯月桂醚为表面活性剂，通过硒代硫酸钠歧化反应首先得到无定形的红色硒单质（α-Se），然后在超声辐射作用下，将无定形硒转化为三方相硒（t-Se）一维纳米结构（纳米管或纳米棒）。实验结果发现：乙酸和表面活性剂用量是影响硒纳米管和纳米棒形貌和粒径的关键因素，乙酸的量超过5.0 mg/mL时，产物为硒纳米棒，将乙酸用量保持在低浓度时，产物为硒纳米管，且硒纳米管的壁厚随聚氧乙烯月桂醚用量的增加有变厚的趋势。α-Se转化成一维t-Se纳米结构遵循“固-溶-固”的生长机制，且表面活性剂导向生长机制在纳米管的形成过程中起着重要作用。
无定形硒 硒纳米管 硒纳米棒 乙酸 聚氧乙烯月桂醚 表面活性剂导向生长机制 amorphous selenium selenium nanotube selenium nanorod acetic acid polyoxyethylene lauryl ether surfactant-directed growth mechanism
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130013, China
2 Nanofabrication Facility, Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
In this work, AlN films were grown using gallium (Ga) as surfactant on 4° off-axis 4H-SiC substrates via microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD). We have found that AlN growth rate can be greatly improved due to the catalytic effect of trimethyl-gallium (TMGa), but AlN crystal structure and composition are not affected. When the proportion of TMGa in gas phase was low, crystal quality of AlN can be improved and three-dimensional growth mode of AlN was enhanced with the increase of Ga source. When the proportion of TMGa in gas phase was high, two-dimensional growth mode of AlN was presented, with the increase of Ga source results in the deterioration of AlN crystal quality. Finally, employing a two-step growth approach, involving the initial growth of Ga-free AlN nucleation layer followed by Ga-assisted AlN growth, high quality of AlN film with flat surface was obtained and the full width at half maximum (FWHM) values of 415 nm AlN (002) and (102) planes were 465 and 597 arcsec.
AlN thin film MPCVD gallium surfactant nucleation layer laser Journal of Semiconductors
2024, 45(9): 24020017
1 天津城建大学理学院，天津300384
2 河北工业大学材料科学与工程学院，电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，天津300130
本文提出了一种利用表面活性剂辅助的水合液滴光伏输运方法。该方法通过油/水/铌酸锂界面上非离子表面活性剂(Span 80)的自组装分子层，将光伏电荷隔离。利用表面活性剂分子层提供的强静电操控力、低操控阻力和高操控稳定性，使用微瓦级低功率激光束实现了飞升级单个水合液滴的光伏输运。实验结果显示，水合液滴对光伏电场的响应可分为三种状态：无响应、排斥和吸引。随着表面活性剂浓度的增加，水合液滴的驱动机制从库伦排斥转变为适用于光伏输运的介电泳吸引。光伏电场驱动水合液滴(介电泳吸引)所需的最小激光功率与NaCl溶质浓度有关。
光流控 光操控 铌酸锂 光伏效应 表面活性剂 optofluidic optical manipulation lithium niobate photovoltaic effect surfactant
流感病毒是呼吸道传染病毒, 增强疫苗接种诱导的黏膜免疫反应对于预防流感尤为重要。目前, 流感病毒疫苗主要为病毒灭活疫苗, 且通过肌肉注射接种, 很难诱导产生黏膜免疫。为增强流感病毒灭活疫苗的黏膜免疫效果, 本文利用薄膜分散法将与肺表面活性物质(PS)相似的磷脂以及胆固醇制备成包裹瑞喹莫德(R848)的PS脂质体(PS-R848)做黏膜佐剂, 将该脂质体与H7N9流感病毒灭活疫苗混合后经鼻腔免疫BALB/c雌性小鼠, 检测免疫指标及攻毒后的保护效果。与灭活疫苗添加R848组相比, 血清中的免疫球蛋白G(IgG)以及分型抗体IgG1与IgG2a效价、血凝抑制(HI)效价和支气管肺泡灌洗液分泌型IgA(sIgA)效价显著提高; 诱导的细胞因子干扰素-γ(IFN-γ)、白细胞介素-2(IL-2)与IL-4的分泌量也显著增加。用同亚型流感病毒攻毒小鼠后的肺部病毒滴度较单独疫苗组降低, 存活率达到100%, 最大体重丢失率较单独疫苗组低且有显著差异 。以上结果表明, R848仿生PS-R848作为黏膜佐剂可以有效提高H7N9流感病毒灭活疫苗的免疫效果, 为开发流感病毒的黏膜疫苗做了数据积累。
流感病毒 灭活疫苗 脂质体 肺表面活性物质 黏膜免疫 influenza virus inactivated vaccine liposome pulmonary surfactant mucosal immunization
1 南京工业职业技术大学机械工程学院, 南京 210000
2 东南大学机械工程学院, 南京 210000
本文针对单晶硅在不同温度、浓度、表面活性剂等多种刻蚀条件下的形貌模拟问题, 构建了硅原子结构模型并分析了其主要晶面刻蚀速率和对应原子结构之间的关系, 提出了适应于单晶硅刻蚀模拟的表层原子刻蚀函数(Si-RPF), 明确了晶面宏观刻蚀速率与原子微观移除概率之间的数值联系, 构建了基于遗传算法的动力学蒙特卡罗各向异性湿法刻蚀工艺模型(Si-KMC)。该工艺模型可以基于台阶流动理论,从原子角度解释单晶硅刻蚀各向异性的成因, 能够明确不同类型的原子在刻蚀过程中的作用和实现对不同刻蚀条件下单晶硅衬底三维刻蚀形貌的精确模拟。对比有无表面活性剂添加条件下的单晶硅刻蚀实验数据和模拟结果表明, Si-KMC刻蚀工艺仿真模型模拟结果可以达到90%以上仿真精度。
单晶硅 湿法刻蚀 表层形貌 晶面 各向异性 活性剂 蒙特卡罗 仿真 mono-crystalline silicon wet etching surface morphology crystal plane anisotropy surfactant Monte Carlo simulation
以镍铁渣为原料, 加入硝酸和表面活性剂对其矿物相改性, 制备改性镍铁渣吸附剂, 考察表面活性剂种类、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)掺量、吸附剂掺量、溶液初始pH值、Cr(VI)浓度对Cr(VI)吸附效果的影响。结果表明: 镍铁渣经改性后可制得结构疏松、比表面积高达180.6 m2/g的无定形SiO2; 改性镍铁渣对Cr(VI)的吸附率在10 min内可达到90%, 吸附等温线符合Langmuir模型, 最大理论吸附容量为42.55 mg/g, 吸附动力学符合拟二级动力学模型。改性镍铁渣吸附剂对Cr(VI)的吸附机理主要是物理吸附和氧化还原, 即吸附剂表面范德华力将HCrO -4吸附至吸附剂表面, CTAB提供的电子对将Cr(VI)还原为Cr(III)。对镍铁渣改性获得的高比表面积无定形SiO2不仅可以有效吸附净化Cr(VI), 同时可以实现镍铁渣资源化利用, 达到以废治污的目的, 具有良好的环境效应和经济效益。
镍铁渣 无定形二氧化硅 重金属 吸附机理 吸附剂 表面活性剂 ferronickel slag amorphous silica heavy metal adsorption mechanism adsorbent surfactant
1 甘肃自然能源研究所 兰州 730046
2 甘肃省太阳能光伏重点实验室 兰州 730046
铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4)在可见光范围内光吸收系数高且具有良好的载流子迁移率，使其在光催化领域表现出了较好的应用前景。然而在实际应用中，其光催化活性及催化稳定性还需进一步提升。以氯化锌、氯化锡、氯化铜、硫脲为水热反应前驱体，添加PEG400、OP10为表面活性剂，通过水热反应制备Cu2ZnSnS4 (CZTS)纳米粉体；使用X射线衍射、Raman光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段表征所制备铜锌锡硫材料微观结构，并研究在水热法制备过程中添加不同表面活性剂对所制备Cu2ZnSnS4纳米粉体的光学带隙和光催化性能的影响。结果表明：所制备铜锌锡硫材料均具有锌黄锡矿相结构；水热法制备铜锌锡硫纳米粉体反应前驱体中添加PEG400和OP10可有效调控铜锌锡硫纳米粉体的微观结构、化学元素计量比及光学带隙，进而改变纳米粉体的光催化性能。添加PEG400后制备得到Cu2ZnSnS4在50 min内光催化降解亚甲基蓝的降解率可达到95.7%，具有最优的光催化性能。减小光学带隙和提升结晶性是改善CZTS材料光催化活性及稳定性的有效途径，为提高Cu2ZnSnS4材料的光催化性能提供了新的思路。
纳米材料 水热法 光催化 表面活性剂 nanomaterial hydrothermal method photocatalysis surfactant
辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，辽宁 阜新 123000
纳米材料的形貌可以影响其电化学性能，设计形貌和尺寸可控、导电性良好的金属氧化物纳米结构是将其应用于电化学超级电容器等储能器件的一个挑战。采用共沉淀法制备了不同聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量的NiMn2O4电极材料，研究了表面活性剂PVP的添加量(0、0.2、0.4、0.8 g)对NiMn2O4微观形貌及电容性能的影响。结果表明：随着PVP添加量的增加，所制备的NiMn2O4的微观形貌由团聚的颗粒状变为疏松的团絮状和细粉末状。当PVP添加量为0.4 g时，NiMn2O4的电容性能最佳，在电流密度为1 A/g时比电容为1 464 F/g。添加量为0.8 g时由于过量的PVP在清洗过程中容易造成残留，在电化学测试过程中，实际参与氧化还原反应的活性物质NiMn2O4的量相对减小，导致NiMn2O4-0.8的比电容降低，在电流密度为1 A/g时的比电容为1 010 F/g。
表面活性剂 锰酸钴 微观形貌 超级电容性能 surfactant manganese acid cobalt microstructure supercapacitor performance
采用金属有机化学气相沉积技术，在半极性蓝宝石衬底上成功生长了具有高电子浓度和良好表面形貌的Si掺杂的非极性a面nAlGaN外延层。深入研究了铟(In)表面活性剂和无掺杂的AlGaN缓冲层对nAlGaN的结构特征和电学性能的影响。表征结果表明，利用In表面活性剂和无掺杂的AlGaN缓冲层，非极性a面nAlGaN外延层的晶体质量的各向异性被有效地抑制，同时显著改善了其表面形貌和电学性能。测得非极性a面nAlGaN的电子浓度及电子迁移率分别为-4.8×1017cm-3和3.42cm2/(V·s)。
非极性a面nAlGaN 表面活性剂 AlGaN缓冲层 电学性能 nonpolar aplane nAlGaN indium surfactant AlGaN buffer layer electrical properties
