《納米功能器件的聚焦離子束製造基礎研究》是依託天津大學，由徐宗偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：納米功能器件的聚焦離子束製造基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐宗偉
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
項目基於聚焦離子束（FIB）技術,針對納米管（CNT）原子力顯微鏡探針的製備及其結構最佳化關鍵製造難題,系統展開了CNT探針製造裝備的研製、CNT探針力學性能分析、關鍵參數最佳化和探針表征精度分析等研究,實現長度小於500nm、角度控制精度優於1°的CNT探針製備,項目進展順利。發表1篇Book Chapter,7篇SCI論文,他引16次,授權專利4項,3次特邀報告。申請項目針對納米功能器件FIB納米製造中存在的納米尺寸效應、材料加工工藝性等關鍵科學問題,提出鍍膜輔助FIB製造、離子注入損傷修復等納米製造新方法和新策略;闡明聚焦離子束的製造損傷及其修複方法等微觀作用機理;開展FIB製造的典型納米功能器件套用研究,建立FIB納米製造的新工藝、新方法和微觀機理的資料庫和規範。本課題探索從製造方法、材料特性和微觀機理等角度，展開FIB納米製造基礎研究，解決制約納米功能器件套用的關鍵製造難題。
結題摘要
本項目通過緊密圍繞納米光學功能器件的加工製造，針對聚焦離子束（Focused Ion Beam, FIB）納米加工中亟待解決的關鍵科學技術問題，系統開展了FIB納米加工機理、納米加工新方法、加工質量及功能器件性能評價等FIB製造基礎研究。1、基於實驗和分子動力學模擬研究，從納米空間和皮秒-納秒時間的四維角度揭示了FIB轟擊損傷及其退火熱處理修復的損傷動態演變機制。闡明了材料各向異性對FIB加工質量的影響規律。2、闡明了納米陣列結構FIB加工中駐留時間、加工軌跡和束流搭接比等多參數耦合機制，解決了高密度、變流向納米結構陣列的納米加工難題，實現了32nm線寬且長寬比＞100:1的納米模板陣列、25nm線寬星形結構陣列加工，並成功套用於中科院光電所主持的973項目《波的衍射極限關鍵科學問題研究》（2013CBA01700）中。3、建立了有效抑制FIB轟擊溝道效應、刃口半徑小於20nm的金剛石刀具FIB修形方法，依託該研究順利實施，獲批一項NSFC-RS國際合作與交流項目（已被英國皇家學會納入“牛頓基金”）和一項國家自然基金面上項目連續資助。4、提出了基於沉積輔助等逆向思維FIB納米加工新方法，包括FIB刻蝕結合後續鍍膜和膠體球自組裝結合離子濺射鍍膜等方法，實現了小於10nm熱點間隙結構陣列的製備，並套用於SERS拉曼增強襯底及其痕量檢測性能評價研究。發表論文SCI 10篇、EI15篇，授權專利5項（含1項PCT），培養研究生15名，國際會議大會主題報告1次/邀請報告6次。受邀成為Current Nanoscience期刊客座編輯，國際會議委員會委員4次，大會（分會）主席4次。項目負責人被中國工程院選拔為先進制造方向代表，參加“第四屆中美工程前沿研討會”、“中印青年工程領袖研討會”並作報告。項目研究成果，被天津市科委組織鑑定評價為達到了國際領先水平，獲得天津市技術發明一等獎。
