微納馬達(dá)是一種能將外部環(huán)境能量（光能、熱能、化學(xué)能、磁場、聲能等）轉(zhuǎn)化為自身運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的微納尺度裝置。因其具有體積小、推重比高、比表面積大等優(yōu)勢,未來將在生物醫(yī)療、微納傳感、環(huán)境污染處理、微納貨物運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。微納馬達(dá)的眾多驅(qū)動(dòng)方式中,光驅(qū)微納馬達(dá)因其具有非接觸式能量傳遞、控制簡單、驅(qū)動(dòng)效率高等優(yōu)勢,成為了微納馬達(dá)方向的研究熱點(diǎn)。然而,由于光驅(qū)微納馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)理研究不足,現(xiàn)有光驅(qū)微納馬達(dá)多只能以紫外光或紅外光為驅(qū)動(dòng)源,在特定溶液內(nèi)運(yùn)動(dòng)。由于紫外光在自然光中比例小、毒害性大、且環(huán)境適應(yīng)能力差,極大地限制了光驅(qū)微納馬達(dá)的應(yīng)用潛力。同時(shí),由于尺度限制,單個(gè)微納馬達(dá)負(fù)載能力、作用效果等方面受到制約,無法有效在大范圍、大尺度下開展微納馬達(dá)的應(yīng)用。因此,針對上述問題,本文以光驅(qū)動(dòng)微納馬達(dá)為研究對象,從光驅(qū)微納馬達(dá)的主要組成部分——半導(dǎo)體與金屬的物化特性出發(fā),開展可見光驅(qū)動(dòng)微納馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)理及集群行為的研究,補(bǔ)充現(xiàn)有理論研究的不足,提高光驅(qū)微納馬達(dá)的應(yīng)用潛力。針對氧化物半導(dǎo)體光驅(qū)微納馬達(dá),以P型氧化物半導(dǎo)體Cu₂O及N型氧化物半導(dǎo)體Fe₂O

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1典型微納馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方式

動(dòng)微納馬達(dá)運(yùn)動(dòng)。超聲驅(qū)動(dòng)是利用超聲波的聲流效應(yīng)或聲輻射力作用，使非對稱微納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生前后非對稱輻射力作用，從而推動(dòng)自身運(yùn)動(dòng)或集群[52-54]。同時(shí)，通過超聲微納馬達(dá)與一些微納顆粒及細(xì)胞的相互作用，可實(shí)現(xiàn)一些生物醫(yī)療方面的應(yīng)用[55-57]。典型微納馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方式如下圖1-1所....

圖1-2光驅(qū)自電泳驅(qū)動(dòng)微納馬達(dá)[50,51,64-66]

-5-圖1-2光驅(qū)自電泳驅(qū)動(dòng)微納馬達(dá)[50,51,64-66]Fig.1-2Light-inducedelectrophoresisdrivenmicromotors[50,51,64-66]驅(qū)擴(kuò)散泳微納馬達(dá)半導(dǎo)體的光催化分解作用，當(dāng)其催化分解某種物質(zhì)時(shí)，....

圖1-3光驅(qū)擴(kuò)散泳驅(qū)動(dòng)微納馬達(dá)[67-70]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文ZnO等）的自擴(kuò)散泳機(jī)理進(jìn)行了研究[69]。該方法通過控制光體局部受到激發(fā)，促進(jìn)半導(dǎo)體局部催化性能，產(chǎn)生局部雙氧形成濃度梯度，從而推動(dòng)微納馬達(dá)運(yùn)動(dòng)。此外，Zhang等人金后，修飾WO3半導(dǎo)體顆粒，使得該半導(dǎo)體顆粒在光照條件成濃度梯度，產(chǎn)生梯度力....

圖1-4光熱驅(qū)動(dòng)微納馬達(dá)[42,71-73]

第1章緒論球及1064nm的紅外光實(shí)現(xiàn)了微納馬達(dá)的光熱驅(qū)動(dòng)。其中，半面Au結(jié)激光能量，并將其轉(zhuǎn)化為熱能，從而在微納馬達(dá)兩端形成2K左右的，產(chǎn)生溫度梯度流，推動(dòng)微納馬達(dá)運(yùn)動(dòng)[42]。而后，He教授及其團(tuán)隊(duì)針效應(yīng)微納馬達(dá)開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)及仿真分析，并應(yīng)用層層自組裝技術(shù)....

本文編號：4057273