《應變載入對納米尺度Si電學性能調控的研究》是依託北京工業大學，由鄭坤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：應變載入對納米尺度Si電學性能調控的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄭坤
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
相比體材料而言，半導體納米材料可承載的應變提高2-3個量級，致使納米尺度下的應變物理學成為一個新的研究熱點體系，備受人們的關注。納米尺度Si應變載入下電學輸運性能變化（即壓阻特性）的研究，不僅推動著納米壓阻感測器和柔性器件的發展，也促使計算機等電子產品晶片性能的提高。我們利用前期電子顯微鏡中搭建好的納米操控及性能測試平台，原位監測應變載入下Si納米線電學性能的變化，開展單體Si納米線壓阻特性規律的研究。本項目擬考察Si納米線晶體學取向、尺寸、摻雜、應力載入狀態等方面的改變對壓阻特性的影響，獲得最佳壓阻敏感因素；探索大應變載入下，物理性能可能發生的改變，探討其物理機理；考察在應變載入和外場耦合作用下，晶體結構發生失穩及晶體到非晶轉變過程中，電學性能的變化。通過本項目的研究，把握納米Si的壓阻特性，為高效的器件開發設計提供依據，也為基於納米Si的柔性器件的失效研究提供幫助。
結題摘要
相比體材料而言，半導體納米材料可承載的應變提高2-3個量級，致使納米尺度下的應變物理學成為一個新的研究熱點體系，備受人們的關注。納米尺度Si應變載入下電學輸運性能變化（即壓阻特性）的研究，不僅推動著納米壓阻感測器和柔性器件的發展，也促使計算機等電子產品晶片性能的提高。 本項目以Si 納米線為主要研究對象，探索、研究如何利用應變，實現對Si 納米線的電學輸運性能的調控，具體如下： （1）本項目利用FIB對不同的Si襯底進行了切割，獲得了不同摻雜、不同取向包括[100]、[110]、[111]納米線單軸拉伸、單軸壓縮以及彎曲下的電學性能變化的測試； （2）本項目闡述了應變狀態（拉、壓、彎曲）、摻雜種類、晶體學取向對Si納米線輸運性能的調控影響，發現了n型[100]矽納米線對壓縮應變最敏感；（3）對Si納米線原位彎曲過程中，發現當出現單個塑性行為時，電學性能會有些許跳動，但對整體性能並未出現大幅下降； （4）本項目對Si納米線進行了最大應變超過8%的載入，電學輸運性能出現較大改變，但並未出現反常的物理現象，整體與文獻報導的體材料矽的規律一致，壓阻係數較體材料略微減小； （5）本項目還對其他半導體納米線進行了應變載入下電學性能的研究工作，如對ZnO, InAs等納米線，發現了一些奇異的物理現象，並揭示了相應的物理機理。 本項目的研究成果對於人們拓展半導體納米材料應變工程領域具有重要的指導意義。 本項目在Nano Letters, Carbon, Appl.Phys.Lett., Nanotechnology等國際/國內知名期刊發表論文18篇，獲批中國發明專利3項。總計培養研究生6人；項目組2名成員獲北京市科學技術一等獎；項目組成員受邀參加國際國內會議6次，並作邀請報告。
