基于同步辐射X射线微聚焦方法对纳米薄膜自组装应力变化的研究
结题报告
批准号:
U1632115
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
46.0 万元
负责人:
梅永丰
依托单位:
学科分类:
A3202.上海光源
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张玲、蒋志强、王娇、郭庆磊、方阳福、胥博瑞、王兵、刘闵杰
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中文摘要
应力驱动下的纳米薄膜自组装过程推动着复杂微纳米三维结构器件研究深入开展,具有重要的研究意义和应用价值。本项目的研究对象是应力驱动下的纳米薄膜自组装过程的应力变化过程。研究工作中我们首先研究薄膜制备过程中应力的分布及应力驱动下纳米薄膜的自组装行为,结合同步辐射微区X射线方法,详细研究自组装前后纳米薄膜应力分布变化情况,理清纳米薄膜自组装过程中应力的变化与应力分布、大小及纳米薄膜图形间的相互关系。阐明应力的变化对纳米薄膜本征及宏观物理特性的影响。并以此为基础,从材料的选择和结构优化等方面入手,基于应力驱动下纳米薄膜自组装开展有针对性的特殊三维微纳米结构及特殊物理性质的微纳器件设计制备。本项目的研究成果将从本质上认识纳米薄膜自组装与物理性质变化过程中的应力的关键作用,本项目将为新型三维微纳米结构器件开发奠定坚实的理论和实验基础。
英文摘要
Mechanically driven self-assembly of three-dimensional (3D) micro/nanostructures for advanced functional materials and devices suggests potential application as well as fundamental researches, which enables new opportunities for unusual materials innovation and creative devices. Here we will focus on mechanical engineering and self-assembly of nanomembranes for 3D micro/nanostructures. The stress distributions and transformation for self-assembly will be explored during the 3D micro/nanostructures processes. The nanomembranes’ strain status can influence physical properties and will be investigated by microscale X-ray diffraction of synchrotron radiation. Besides the investigation concerning on the mechanism of mechanical engineering, novel micro/nano-structures (such as wrinkled nanomembranes and rolled-up microtubes) can thus be achieved by means of composition and strain optimizations. The results of this research can help the applications in designing of novel micro/nano-systems, and may suggests one way for the realization of mechanically driven assembly of 3D meso-scale structures from 2D nanomembranes with strategically designed geometries and microscale devices with unique performance.
利用应力驱动的纳米薄膜自组装制备复杂微纳米三维结构及器件具有重要的研究意义和应用价值。本项目研究了三维自组装结构中应力驱动下的纳米薄膜自组装过程的应力及变化情况。我们首先利用同步辐射X射线衍射揭示了薄膜制备条件对所得薄膜中的残余应变及其分布产生影响的机制。在深入理解应变调控机制的基础上,利用应力驱动将多层复合薄膜材料制成复杂三维卷曲结构。在实验上,可以通过调控多层复合薄膜材料的参数实现对最终微纳米管状结构的有效调控,并实现多种材料、多种结构的为纳米结构。在理论上,我们利用有限元计算方法分析了应力分布、几何形状、边界条件之间的关系。进一步,我们研究了纳米薄膜中应力受外界环境变化的影响情况,由此实现的可控卷曲微纳结构在光电、氢气传感领域具有重要的应用价值。本项目的研究成果揭示了纳米薄膜自组装过程中的应力变化情况及其对器件性质的影响为新型三维微纳米结构器件开发奠定坚实的基础。项目执行过程中已发表SCI收录研究论文50篇,申请中国发明专利2 项(其中1项已授权)。项目开展过程中协助培养博士后2名、博士研究生4名、硕士研究生3名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Geometry modulated upconversion photoluminescence of individual NaYF4: Yb3+, Er3+microcrystals
单个 NaYF4: Yb3 、 Er3 微晶的几何调制上转换光致发光
DOI:10.1063/1.4977020
发表时间:2017
期刊:AIP Advances
影响因子:1.6
作者:B. Wang;J. Wang;Y. F. Mei
通讯作者:Y. F. Mei
Cycling-Induced Capacity Increase of Graphene Aerogel/ZnO Nanomembrane Composite Anode Fabricated by Atomic Layer Deposition
原子层沉积制备石墨烯气凝胶/ZnO纳米膜复合阳极的循环诱导容量增加
DOI:10.1186/s11671-019-2900-7
发表时间:2019-02
期刊:Nanoscale Research Letters
影响因子:--
作者:Wang Dingrun;Li Yalan;Zhao Yuting;Guo Qinglei;Yang Siwei;Ding Guqiao;Mei YongFeng;Huang Gaoshan
通讯作者:Huang Gaoshan
DOI:10.1002/adfm.201801448
发表时间:2018-11-07
期刊:ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
影响因子:19
作者:Li, Gongjin;Song, Enming;Mei, Yongfeng
通讯作者:Mei, Yongfeng
Printable inorganic nanomaterials for flexible transparent electrodes: from synthesis to application
用于柔性透明电极的可印刷无机纳米材料:从合成到应用
DOI:10.1088/1674-4926/39/1/011002
发表时间:2018
期刊:Journal of Semiconductors
影响因子:5.1
作者:D. R. Wang;Y. F. Mei;G. S. Huang
通讯作者:G. S. Huang
Nanoconfined Atomic Layer Deposition of TiO2/Pt Nanotubes: Toward Ultrasmall Highly Efficient Catalytic Nanorockets
TiO2/Pt 纳米管的纳米限制原子层沉积:迈向超小型高效催化纳米火箭
DOI:10.1002/adfm.201700598
发表时间:2017-06
期刊:Advanced Functional Materials
影响因子:19
作者:JX Li;WJ Liu;JY Wang;I Rozen;S He;CR Chen;HG Kim;H-J. Lee;H-B-R. Lee;S-H Kwon;TL Li;LQ Li;J Wang;YF Mei
通讯作者:YF Mei
基于单晶VO2薄膜的三维器件构筑及其高性能传感应用
  • 批准号:
    62375054
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    梅永丰
  • 依托单位:
折纸技术在微纳尺度的三维集成应用及片上光子调控研究
  • 批准号:
    61975035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    梅永丰
  • 依托单位:
用于诊断治疗的超声驱动生物活性微泡
  • 批准号:
    51961145108
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    160万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    梅永丰
  • 依托单位:
卷曲纳米技术在光学研究中的应用
  • 批准号:
    61008029
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    梅永丰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金