超高真空原位電子輸運測量系統

《超高真空原位電子輸運測量系統》是依託北京大學，由陳劍豪擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：超高真空原位電子輸運測量系統
• 依託單位：北京大學
• 項目負責人：陳劍豪
• 項目類別：專項基金項目

項目摘要

開發新型高性能電子材料，製備基於新穎物理原理的電子器件，是我們突破高技術瓶頸、趕超已開發國家的關鍵。 新型低維電子材料、低維電子態和人工製造的納米結構由於其奇異的空間受限的量子態、優異的性能和廣闊的套用前景受到科技界的強烈關注。然而，傳統的電子輸運測量技術對材料表面的調控有很大局限性，對上述新型材料的實驗結果往往隨著樣品表面性狀的細微波動而改變，造成認識的不明確和爭議的長期存在；而超高真空四探針系統在樣品溫度區間、磁場強度和角度，對納米器件進行電輸運測量的同時進行表面調控多有不足。 本項目擬研製一套的超高真空環境下的原位電子輸運測量系統，在完整實現傳統電子輸運手段的同時允許高可控的原位樣品改性。該裝置既可清晰地揭示輸運現象的內在物理原理，又可有效探索開發材料的新功能。目前，國內尚未見這方面的研究，國際上也鮮有同類型的儀器。該裝置的成功研究將不僅填補國內空白，更使相關研究在國際上處於領先地位。

結題摘要

開發新型高性能電子材料，製備基於新穎物理原理的電子器件，是我們突破高技術瓶頸、趕超已開發國家的關鍵。 新型低維電子材料、低維電子態和人工製造的納米結構由於其奇異的空間受限的量子態、優異的性能和廣闊的套用前景受到科技界的強烈關注。然而，傳統的電子輸運測量技術對材料表面的調控有很大局限性，對上述新型材料的實驗結果往往隨著樣品表面性狀的細微波動而改變，造成認識的不明確和爭議的長期存在；而超高真空四探針系統在樣品溫度區間、磁場強度和角度、接觸電阻調控，以及在對納米器件進行電輸運測量的同時進行表面調控多有不足。 本項目研製出一套的超高真空環境下的原位電子輸運測量系統，在完整實現傳統電子輸運手段的同時允許高可控的原位樣品改性。該裝置既可清晰地揭示輸運現象的內在物理原理，又可有效探索開發材料的新功能。目前該裝置已成功研製，其磁場強度、樣品溫度、同次實驗可摻雜離子、原子和分子類別等指標上均顯著超越國際上已有同類型儀器的最高水平。此裝置的成功研製不僅填補了國內空白，更使我國在原位量子輸運研究方面在國際上處於領先地位。目前，已為此裝置申請五項專利。