近場雷射輻照AFM探針納連線金屬納米線的基礎研究

《近場雷射輻照AFM探針納連線金屬納米線的基礎研究》是依託西安交通大學，由崔健磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：近場雷射輻照AFM探針納連線金屬納米線的基礎研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：崔健磊
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

金屬納米線憑藉優良的電學、熱學、光學、力學等性能，正逐步成為新型功能納米器件的納米導線，而導線間的納連線則是納米結構製造，實現其功能化、器件化的重要環節和關鍵技術。項目旨在採用光纖探針近場雷射輻照原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope, AFM）探針產生增強近場，以誘導金屬納米線表面電漿激元波的方法，進行金屬納米線間有效、可控的納米點連線研究。據此，首先建立近場雷射輻照AFM探針能場耦合的物理模型，研究光纖探針近場雷射輻照AFM的增強近場激發、不同能場的作用規律、及能場耦合對光致等離激元的作用機理；繼而從量子物理角度探究等離激元納連線金屬納米線的作用機理，並揭示納連線過程的原子擴散機理；最後設計開發納連線系統平台並進行實驗驗證。本研究內容對闡明近場雷射誘導表面電漿激元波納連線金屬納米線的作用機理有重要意義，為新型納米器件的納米尺度連線提供一新思路。

結題摘要

金屬納米線連線則是納米結構製造、結構功能化與器件化的重要環節和關鍵技術。項目旨在採用光纖探針近場雷射輻照AFM探針產生增強近場，以誘導金屬納米線表面電漿激元波的方法，進行金屬納米線間有效、可控的納米點連線研究，其主要研究內容與結果包括：研究了光纖探針雷射的近場分布特徵，建立了光纖探針近場雷射輻照AFM探針的物理模型及解析模型，研究了表面等離激元共振對近場增強的作用機制，獲得了近場雷射輻照AFM探針的能場分布情形及作用規律；建立了雷射輻照金屬納米線誘導表面等離激元的光學仿真模型，分析了雷射參量（雷射波長、納米對象位置、雷射偏振方向等）對能場增強的作用機制，並獲得了雷射輻照金屬納米線的能場分布狀態與不用因素的影響規律；進而，建立了金屬納米線納連線的原子仿真模型，研究了不同物理化學因素對納米線連線過程及效果的影響規律，實現了金屬納米線納連線的擬實過程，並建立金屬納米線納連線過程原子擴散的物理模型，揭示了金屬納米線納連線的原子擴散機制；建立了DPN技術的溶液沉積的數學模型，研究了作用力、點筆頻率、親/疏水特性等對定點沉積的影響規律，實現了精密可控的DPN定點沉積操作，同時研究了AFM向量掃描模式的納米操作方法，分析了表面材料粘結度、AFM探針力向量等因素對納米對象操作的影響規律，實現了粒徑100nm對象的可控操縱；設計搭建了實時、可調控、可監測的近場雷射光路系統，改造了AFM系統平台，並對軟體進行了二次開發，開發了基於AFM以及SEM的三維微納跨尺度操縱與納連線的系統平台，成功實現近場雷射誘導表面電漿激元波納連線直徑30nm銀納米線的可控連線。項目研究內容對闡明近場雷射誘導表面電漿激元波納連線金屬納米線的作用機理具有重要的學術意義，為新型納米器件的納米尺度連線提供一新的技術途徑。