微加工简报 2012年第4期 国内进展 图形化碳化硼纳米线的制备及其电学、场发射具有反点阵矩形阵列结构的Nb薄膜中的磁阻 与柔性特性研究 震荡交叉行为 碳化硼是一种具有极高的熔点、物理与化学性能稳定、超硬、质 当纳米超导体结构的尺寸与其物理特征尺寸相比拟时,其超导特 量轻并能吸收中子的半导体材料:其杨氏模量与塞贝克系数高,具有性,包括超导相界、磁阻以及与磁场相关的临界电流等均与其拓补结 极好的机械与热电特性,在 热电能源转换与平板显示器领域有着构密切相关。中科院物理所Sc3组丘祥冈研究员课题组与微加 板与练反组性中领的所离街究误与工实58忘偷含件支知光料列续潮技术相输待衡 验室等合作,采用M圆孔网栅做图形化模板,通过催化剂颗粒的图试观察到磁电阻振荡经历了一系列的模式变化:集体振 形化分布以及化学气相沉积的方法,制备了碳化硼纳米线图形阵列,格子引起的振荡:环状边缘超导态的 Little-Parks振荡。它们之间的转 利用聚焦离子束系统中的微探针研究了其电学、场发射及机械性能:变磁场受到温度和几何结构的影响。研究表明当磁场渗透到纳米结构 验测得碳化硼纳米线薄膜场发射开启场为27Wμm,低于块体材料的超导体中,超导有序参数可以得到极大的调制并改变结构中的震荡 对应的值,同时单根纳米线具有极好的延展性。表明碳化硼纳米线是模式。该工作发表在 The Frontier of Physics EPL,99(2012)3700 很有前景的冷场发射材料。该工作发表在 Nano res s(2012)896上 得到国家自然科学基金委与到国家重点基础研究发展计划等的资助 反点阵矩形阵列结构、晶喇结构及其磁阻展荡交叉行为 多晶材料上微观机械性能的扫描电子显微 镜的 Moire'表征 微观尺度下,多晶体中晶粒的 图形化碳化硼纳米线的制备流程图、电子扫描显微镜照 片、场发射特性与柔性特征 寸、晶界、形状以及晶粒的晶向对 料的机械性能影响密切。在晶粒尺度 国划目■國 伤表面等离激元中法共非对称参数的模考物纯有粉微园目目 机械形变的有效表征方法。鉴此,清 域具有潜在的应用。SSPs的透射谱具有显著的线型且非对称,称为法诺More环观测相结合的方法,系统研究 共振。法诺共振谱的非对称性因子可通过许多激发手段来调制,如采用 究多局限在可见与近红外波段。鉴此,中科院物理所Sc3组丘祥冈研究 Lasers Eng.50(2012)1757上,得 员课题组与微加工实验室合作,通过紫外光刻与反应离子刻蚀技术相结到国家重点基础研究发展计划与晶界处励rie环及应力场 合,在AuT膜上制备了双嵌套的孔洞阵列混合结构。理论与实验结果国家自然科学基金委等的资助 显示这种SsPs的法诺共振谱的非对称性因子可通过人工结构连续调制 其正负性可变且数值与孔洞尺寸线性相关。该工作发表在Appl.Phys 12极K-带宽带高温超导微带滤波器 Lett100(2012)131110上,得到国家自然科学基金委和科学院等 的资助 高温超导材料(HTS)具有极地的低频 表面电阻率,因此HS微带滤波器多年来 直是研究热点。低频下,HS微带滤波器具 有比普通导体材料微带滤波器更低的插入 损耗,但随着频率的升高,插入损耗增加。 较高频段的HS微带滤波器已有大量的研究 探索还较少。鉴此中科院物理所Sc5组何豫 生研究员课题组与微加工实验室合作 用嵌套耦合结构,设 带HS微带滤波 器,采用微波吸收材料来消 除空腔谱振。获得了带宽为42,中心频 区m 该工作发表在 IEEE Trans.Appl percoid1(2012)150010上,得到12K带宽带S 微带滤波器反射近 Au/TilS衬底上sPs嵌套孔洞阵列混合结构及其电场分布与透射谱的资助 国家自然科学基金委和科学院等项目射及宽带响应特性 地址:北京中关村南三街8号邮编1100190网址Ihttp://imF.iphy.ac.cnTel:010-82648197 编辑:中国科学院物理研究所微加工实验室 Email: liuxia @aphy iphy ac cn Fax: 010-82649098国 内 进 展 微加工简报 2012年 第4期 ２ 地址：北京中关村南三街８号 邮编：100190 网址：http://lmf.iphy.ac.cn Tel: 010-82648197 编辑：中国科学院物理研究所微加工实验室 Email: liwuxia@aphy.iphy.ac.cn Fax: 010-82649098 具有反点阵矩形阵列结构的Nb薄膜中的磁阻 震荡交叉行为 当纳米超导体结构的尺寸与其物理特征尺寸相比拟时，其超导特 性，包括超导相界、磁阻以及与磁场相关的临界电流等均与其拓补结 构密切相关。中科院物理所SC3组丘祥冈研究员课题组与微加 工实验室等合作，通过紫外光刻与干法刻蚀技术相结合，在 Nb/SiO2/Si上制备了具有反点阵矩形阵列超导纳米结构；输运特性测 试观察到磁电阻振荡经历了一系列的模式变化：集体振荡；间隙磁通 格子引起的振荡；环状边缘超导态的Little-Parks振荡。它们之间的转 变磁场受到温度和几何结构的影响。研究表明当磁场渗透到纳米结构 的超导体中，超导有序参数可以得到极大的调制并改变结构中的震荡 模式。该工作发表在The Frontier of Physics EPL, 99 (2012) 37006 上，得到国家重点基础研究发展计划与国家自然科学基金委等资助。 碳化硼是一种具有极高的熔点、物理与化学性能稳定、超硬、质 量轻并能吸收中子的半导体材料；其杨氏模量与塞贝克系数高，具有 极好的机械与热电特性，在高温热电能源转换与平板显示器领域有着 广泛的应用。因此，需要系统的研究图形化碳化硼纳米线的电学、机 械与场发射特性。中科院物理所高鸿钧研究员课题组与微加工实 验室等合作，采用Mo圆孔网栅做图形化模板，通过催化剂颗粒的图 形化分布以及化学气相沉积的方法，制备了碳化硼纳米线图形阵列， 利用聚焦离子束系统中的微探针研究了其电学、场发射及机械性能； 实验测得碳化硼纳米线薄膜场发射开启场为2.7 V/μm，低于块体材料 对应的值，同时单根纳米线具有极好的延展性。表明碳化硼纳米线是 很有前景的冷场发射材料。该工作发表在Nano Res 5（2012）896 上， 得到国家自然科学基金委与到国家重点基础研究发展计划等的资助。 图形化碳化硼纳米线的制备流程图、电子扫描显微镜照 片、场发射特性与柔性特征 图形化碳化硼纳米线的制备及其电学、场发射 与柔性特性研究 微观尺度下，多晶体中晶粒的尺 寸、晶界、形状以及晶粒的晶向对材 料的机械性能影响密切。在晶粒尺度 下，为确保晶体塑性形变模型能精确 的用来分析多晶材料的微观机械响应 特性与响应机制，首先离不开对微观 机械形变的有效表征方法。鉴此，清 华大学谢惠民教授课题组与物理所微 加工实验室合作，研究了聚焦离子束 刻蚀制备高密度光栅结构并利用SEM Morie环观测相结合的方法，系统研究 了多晶体系是中形变与晶界及应力场 的对应关系。该工作发表在Optics & Lasers Eng. 50 (2012) 1757 上，得 到国家重点基础研究发展计划与 国家自然科学基金委等的资助。 晶界处Morie环及应力场 多晶材料上微观机械性能的扫描电子显微 镜的 Moire´表征 12极K-带宽带高温超导微带滤波器 12极K-带宽带HTS 微带滤波器反射透 射及宽带响应特性 高温超导材料（HTS）具有极地的低频 表面电阻率，因此HTS微带滤波器多年来一 直是研究热点。低频下，HTS微带滤波器具 有比普通导体材料微带滤波器更低的插入 损耗,但随着频率的升高，插入损耗增加。 较高频段的HTS微带滤波器已有大量的研究， 但宽带以及高频段的HTS微带滤波器的应用 探索还较少。鉴此中科院物理所SC5组何豫 生研究员课题组与微加工实验室合作，采 用嵌套耦合结构，设计制备了12极K-带宽 带HTS微带滤波器，采用微波吸收材料来消 除空腔谐振。获得了带宽为4.2GHz,中心频 率为23GHz的性能优良的HTS微带滤波器。 该工作发表在 IEEE Trans. Appl. Supercond 12 (2012) 1500106 上，得到 国家自然科学基金委和科学院等项目 的资助。 反点阵矩形阵列结构、晶畴结构及其磁阻震荡交叉行为 伪表面等离激元中法诺共振非对称参数的模 耦合调制 伪表面等离激元（SSPs)是指通过材料表面的合理的图形化而导致 的即使是在完美的导电金属表面也会存在的局域化电磁模。SSPs的发现 使与表面等离激元物理相关的应用向更低的频率发展，在生物传感等领 域具有潜在的应用。SSPs的透射谱具有显著的线型且非对称，称为法诺 共振。法诺共振谱的非对称性因子可通过许多激发手段来调制，如采用 非称性的纳米结构图形、改变介质层以及光的入射角等。但目前这些研 究多局限在可见与近红外波段。鉴此，中科院物理所SC3组丘祥冈研究 员课题组与微加工实验室合作，通过紫外光刻与反应离子刻蚀技术相结 合，在Au/Ti膜上制备了双嵌套的孔洞阵列混合结构。 理论与实验结果 显示这种SSPs的法诺共振谱的非对称性因子可通过人工结构连续调制， 其正负性可变且数值与孔洞尺寸线性相关。该工作发表在 Appl. Phys. Lett. 100 (2012) 131110上，得到国家自然科学基金委和科学院等项目 的资助。 Au/Ti/Si衬底上SSPs嵌套孔洞阵列混合结构及其电场分布与透射谱