《基於原子自遮蔽效應的複雜三維納米結構加工方法》是依託哈爾濱工業大學，由曹永智擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於原子自遮蔽效應的複雜三維納米結構加工方法
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曹永智
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
三維納米結構材料具有優異的尺寸效應、巨觀量子隧道效應等特性，在高新技術和國防尖端技術領域具有重要的套用前景，但是，目前的光刻、探針刻蝕及化學自組裝等微納製造技術難以實現幾何尺寸和形狀高精度可控的複雜三維納米結構。本課題基於原子自遮蔽效應的原理，採用模板法掠角沉積技術構築複雜三維納米結構，通過分子動力學仿真計算結合系統實驗的方法研究複雜三維納米結構的形成機理，揭示可控參數對沉積得到的三維納米結構形狀和尺寸的影響規律，在此基礎之上研究微納結構模板的設計原理和製備方法，創建約束磁控濺射粒子沉積方向的裝置，獲得最佳化工藝的可控參數組合，最終實現幾何尺寸和形狀高精度可控的複雜三維納米結構。本項研究將為人工構築複雜三維納米結構技術提供系統的理論依據和技術支撐，對發展納米結構加工理論和豐富納米結構加工方法具有重要的理論意義和套用價值。
結題摘要
三維納米結構材料具有優異的尺寸效應、巨觀量子隧道效應等特性，在高新技術和國防尖端技術領域具有重要的套用前景。掠角沉積技術以其高效性成為最有潛力的納米結構加工方法，然而，對其機理分析遠遠落後於實驗研究的現狀制約了此項技術的發展。因此，對於掠角沉積過程機理進行進一步考察對於納米結構設計及工藝最佳化都具有重要的現實意義。 本課題基於原子自遮蔽效應的原理，建立了掠角沉積過程的分子動力學仿真模型，並採用自定義的沉積結構傾斜角統計方法結合徑向分布函式統計和公共鄰位分析技術，實現了對平面基體上的掠角沉積過程進行了仿真及分析。通過對預置結構基體上的掠角沉積過程進行了仿真及分析，研究了掠角沉積結構在單一預置結構上的生長受到預置結構變形、損傷以及多平面上生長優勢方向相制約的共同作用機制。 結合理論研究，基於電子束蒸發沉積系統建立了掠角沉積平台，進行了掠角沉積工藝實驗，採用AFM、SEM等先進檢測儀器對加工試樣進行了檢測和分析，通過沉積結構形貌與仿真計算結果間的定性對比證明了仿真結果的正確性。
