《基於納米尺度效應的金屬納米線電子輸運受限規律研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由徐偉宏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於納米尺度效應的金屬納米線電子輸運受限規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐偉宏
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
根據未來納米器件結構單元之間通信承載負荷和集成度的要求，選擇合適材料、合適尺度的納米線作為連線導線是個重要的課題。本項目採用模板法、溶劑/水熱法可控制備從5納米到200納米直徑連續變化的典型金屬（銀和銅）同軸電纜；基於聚焦離子束沉積（FIB）技術構築連續系列四電極結構的單根同軸電纜納米結構器件；利用物理性質測試系統（PPMs）測試單根納米線核在5 -390 K溫度範圍內的電子輸運性質，同時考察其重複性；系統地研究納米尺度效應對典型金屬納米線電子輸運性質的影響，並基於密度泛函理論的第一性原理方法模擬納米線核在尺寸變化下電子輸運模型，揭示納米尺度效應對金屬納米線電子輸運受限規律。本項目融合材料、物理、檢測多學科知識，實驗結果與理論分析相結合，研究成果將為未來大規模集成納米器件之結構單元之間的連線導線的選擇提供理論基礎。
結題摘要
根據未來納米器件結構單元之間通信承載負荷和集成度的要求，選擇合適材料、合適尺度的納米線作為連線導線是個重要的課題。銀在所有金屬中導電性最高；銅是一種廣泛套用的材料。通常研究金屬導線在納米尺度的電學傳輸性質存在易氧化、腐蝕和難重複的問題。為了解決金屬納米線在納米尺度的穩定性以及尺寸對導電性能的影響並總結規律。本項目研究並完成的主要內容為：（1）Cu@C、Ag@C納米電纜可控制備，研究表明金屬納米線外絕緣的碳包覆層能夠起到保護和防止金屬納米線氧化的功能；（2）穩定性銅納米線的製備，研究表明如果吸附層中含有氮（N）原子，則能形成N-Cu鍵，在銅納米線表面形成金屬有機物保護層防止銅納米線氧化；（3）單根Cu@C納米電纜電學傳輸性質研究，研究表明無定型碳層能保護銅納米線，防止其氧化，並且銅納米線核能保持塊體銅的導電性能；（4）單根銅納米結構電學傳輸性質研究，研究表明穩定的銅納米線能保持塊體銅優良的導電性能，並且單根銅納米線的力學性能明顯與尺寸有關聯；（5）不同尺寸Ag@C納米電纜電學傳輸行為研究，尋找尺寸與電學傳輸性能的關聯規律。本項目研究成果將為未來大規模集成納米器件結構單元之間的互聯導線的選擇提供理論基礎和技術可能。相關研究成果已經發表在Small上1篇和ACS Appl. Mater. Interfaces上1篇。
