《增強雷射近場中化學氣相沉積碳納米管可控生長》是依託北京理工大學，由陳強華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：增強雷射近場中化學氣相沉積碳納米管可控生長
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：陳強華
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
若干年內微電子學的矽基技術將可能達到其套用極限。具有獨特電、光、熱等性能的碳納米管（CNTs）將成為未來納米電子器件的關鍵構件，制約其套用的最困難挑戰之一是如何精確控制生長位置、方向和長度以及生成積體電路內連線。本項目提出一種在增強雷射近場中進行局部加熱和化學氣相沉積（CVD）在室溫下實現碳納米管的生長位置、方向和長度精確可控方法，包括：1、建立碳納米管自對準生長模型；2、提出利用飛秒雷射加工的尖形電極的納米尖端產生近場增強實現局部加熱滿足生長啟動溫度；3、提出增強雷射近場輔助CVD實現碳納米管室溫下生長；4、提出通過布置電極和外加電場精確控制生長位置、方向和長度；5、提出利用電阻/手性特徵採用電場/雷射選擇性燒蝕，控制其導體或半導體性質；6、提出把碳納米管生長和積體電路內連線生成過程重合。本項目可很大提高碳納米管性能和生長效率，並有助於未來基於碳納米管的電子器件和積體電路的產業化。
結題摘要
碳納米管具有獨特的電子、機械、熱學和光學特性，將成為未來新興電子器件的關鍵構件，制約其套用的重要挑戰在於如何實現碳納米管的可控生長。為此，本項目建立了一套室溫下生長位置、方向、直徑、長度精確可控的雷射輔助碳納米管生長方法，具體包括：通過對碳納米管生長模型的建立及仿真，揭示雷射近場增強效應下碳納米管生長時能場分布規律；加工電極尖端微細結構，雷射照射電極尖端對其局部加熱結合化學氣相沉積方法在室溫下實現碳納米管生長；在生長過程中通過快速溫度調製實現碳納米管的直徑控制；利用電阻特性採用雷射輻射實現對半導體性質碳納米管的選擇性生長；通過過布置電極和外加不同極性的電場，精確控制生長位置、方向和長度；實驗將碳納米管的生長與生成電路基本元件-場效應電晶體的過程重合。此外，還進行了利用雷射輻照碳納米管生成石墨烯帶結構的初步研究。本項目為高品質碳納米管的生產提供了可能的技術手段，將有助於未來基於碳納米管的電子器件和積體電路產業的發展。發表致謝本項目的SCI論文6篇，EI論文2篇，獲得發明專利2項、申請1項。培養博士生2名，碩士生2名。
