物理学院"萃英"研究生学术沙龙第一期

物理学院"萃英"研究生学术沙龙第一期

经过紧张而有序的筹备，北京大学物理学院“萃英”研究生学术沙龙第一期活动于10月22日上午在物理楼中212教室拉开了帷幕。凝聚态物理专业01级直博生赵清同学作为沙龙主讲人作了题为“AlN 准一维纳米结构的场致电子发射和光学性质浅谈”的报告，并和参与同学进行了深入的交流。物理学院马伯强副院长出席了此次沙龙。

赵清同学师从俞大鹏教授，从事“准一维宽禁带半导体纳米结构的制备及物理性质测量”的研究，已在国际性的学术刊物上发表数篇高质量的学术论文，曾获得过“北大研究生学术十杰”的荣誉。她以浅显易懂的方式介绍了纳米结构、电子显微学和场致电子发射等方面的研究现状和发展前景以及他们小组的工作，并结合自己的科研经历和大家畅谈研究中的感受和体会。报告结束后，所有参与同学都与赵清同学进行了饶有兴致的讨论和交流，有的针对学术问题交换看法，有的请教科研方法和经验，沙龙的气氛十分热烈，在座同学颇感受益。

马伯强副院长作了即兴的发言。他勉励同学们说，学习和研究是研究生阶段的最为核心的工作，研究生是科研的生力军，要尽快地走到科学发展的前沿上去，做出创新性的工作来。而勤于思考和学术交流正是学术创新的源泉，“萃英”沙龙就是为大家广泛深入地交流提供一个平台。他衷心的希望同学们的研究越做越好，学术沙龙越办越好。

“萃英”沙龙取“群英荟萃”之意，旨在加强学术交流，提高研究水平，激励物理学院涌现一批活跃在科研前线的研究生精英。沙龙每两周举办一次，将邀请北大物理学院的优秀研究生代表作为主讲人，主讲话题将涵盖物理学院的所有学科。欢迎同学们广泛参与！

赵清同学科研感悟

1. 定期文献调研与阅读

2. 经典书目研读

3. 精心设计实验

4. 百折不挠，从失败中吸取教训

5. 从复杂的实验结果中截取有用信息

6. 找到合适理论解释实验现象

7. 多与专家，教授，同行，师兄师姐讨论

8. 虚心向别人请教

9. 多参与学术会议与学术交流活动

"萃英"研究生学术沙龙第一期资料

主 讲 人：赵清（凝聚态物理01级直博）导 师：俞大鹏 教授研究方向：准一维宽禁带半导体纳米结构的制备及物理性质测量报告题目：AlN 准一维纳米结构的场致电子发射和光学性质浅谈主 讲 人br/>已获荣誉：2005年北大研究生学术十杰

第三届钟盛标学术论坛二等奖

第一届钟盛标学术论坛鼓励奖沙龙时间：10月22日上午10:00沙龙地点：物理大楼中２１２赵 清br/>科研简历：北京大学物理学院凝聚态物理专业01级直博生，师从俞大鹏教授，从事准一维宽禁带半导体纳米结构的制备及物理性质测量的研究，已在国际性的学术刊物上发表数篇学术论文。

发表论文为：

• Q. Zhao, H. Z. Zhang, Y. W. Zhu, S. Q. Feng, X. C. Sun, J. Xu, and D. P. Yu, "Morphological effects on the field emission of ZnO nanorod arrays", Appl. Phys. Lett. 86, 203115 (2005)

• Q. Zhao, H. Z. Zhang, X. Y. Xu, Z. Wang, J. Xu, and D. P. Yu, "Optical properties of highly ordered AlN nanowire arrays grown on sapphire substrate", Appl. Phys. Lett. 86, 193101 (2005)

• Q. Zhao, J. Xu, X. Y. Xu, Z. Wang, and D. P. Yu, "Field emission from AlN nanoneedle arrays", Appl. Phys. Lett. 85, 5331 (2004)

• Q. Zhao, H. Z. Zhang, B. Xiang, X. H. Luo, X. C. Sun, and D. P. Yu, "Fabrication and microstructure analysis of SeO2 nanowires", Appl. Phys. A 79, 2033 (2004)

• Q. Zhao, X. Xu, H. Zhang, Y. Chen, J. Xu, D. Yu, "Catalyst-free growth of single-crystalline alumina nanowire arrays", Appl. Phys. A 79, 1721 (2004)

• Q. Zhao, X. Y. Xu, H. Z. Zhang, Y. F. Chen, J. Xu, D. P. Yu, "Synthesis and characterization of single-crystalline alumina nanowire arrays", Transactions of Nonferrous Metals Society of China 15, 306 (2005)

• Q. Zhao, H. Z. An, X. H. Luo, B. Xiang, D. P. Yu, "Growth and optical properties of ZnSe nanoparticles via thermal evaporation method", International Journal of Modern Physics B, 19, 2710 (2005)

报告摘要：自从1991年日本Ijima教授发现碳纳米管以来，在全世界范围内掀起了对纳米领域研究的热潮。由于当物质材料的尺寸降低到纳米尺度时，将会呈现出许多与宏观块材与薄膜迥异的特性，对这些特殊性质的深入研究，将会使人们发现纳米材料所蕴藏的巨大应用价值和理论研究意义，从而导致新一轮纳米时代的到来。

电子显微镜由于其分辨率高的特点使得其在对纳米尺度结构和材料的微观表征方面显示出无可替代的巨大优势。而近年来电子显微学本身的发展和对仪器设备的不断升级改造使得它与纳米科技的联系越来越紧密。

我们的工作主要是基于宽禁带半导体准一维纳米结构（主要是AlN和ZnO）的制备及物理性质测量方面。AlN这种材料在光电，磁学，场发射，压电等领域都具有广泛的应用前景和研究价值。取向的单晶AlN纳米线利用简单物理气相沉积的方法在不同衬底上（硅片和蓝宝石）成功制备出来。扫描电镜照片结果显示：纳米线平均直径在100纳米以下，长度大约为3微米。AlN纳米线均沿（001）方向生长，顶部非常尖，平均曲率半径小于10纳米。

对其进行场发射的结果表明：开启场强为3.1V/mm，单根场放大因子为30000，显示其拥有良好的场发射性能，明显优于块材和薄膜材料。纳米线阵列的场放大因子由于静电场的屏蔽效应导致一定程度的下降。

AlN纳米线的拉曼谱峰相比于体材料来讲出现了明显的展宽，这表明一维纳米线中声子寿命的缩短。这可能是由于纳米线中的声子受到界面的边界弛豫，或者遇到杂质或缺陷中心的声子散射造成的。英文摘要：Nanoscale science and technology have stimulated intensive research interests, and a diverse variety of nanostructured materials have been investigated which show peculiar chemical and physical properties related to size effect. In addition, novel devices based on nanostructured materials have been fabricated, which have much potential in a wide range of applications.One-dimensional nanomaterials have stimulated intensive attention due to their peculiar structures and properties interesting for fundamental study and potential applications in electronic, optical, magnetic and nanoscale devices.III-V nitrides have stimulated extensive research interest due to their applications in optoelectronic devices and field emitters in recent years. Among them, AlN, an important semiconductor, turns out to be a very promising candidate for a field emitter because of its very small electron affinity. AlN nanoneedles with an average tip dimension of 15 nm were synthesized via a simple vapor deposition method. The AlN nanoneedles exhibit excellent field-emission properties. The field enhancement factor for a single nanoneedle is estimated to be as high as 30 000 due to its small tip radius. These features make the AlN nanoneedles a competitive candidate for field-emission-based displays.Highly ordered AlN nanowire arrays were synthesized via a simple physical vapor deposition method on sapphire substrate. The nanowires have an extremely sharp tip ~10 nm, with the average length around 3 μm. Raman spectroscopy analysis on the AlN nanowire arrays revealed that the lifetime of the phonons is shorter than that in bulk AlN. The transmission spectra of the AlN nanowires showed a blueshift ~0.27 eV at the absorption edge with that of the bulk AlN, which is closely related to the small size of the nanowires.