《高深寬比納米結構的可控毛細力自組裝機理與套用研究》是依託北方工業大學，由魏淑華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高深寬比納米結構的可控毛細力自組裝機理與套用研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：魏淑華
- 依託單位：北方工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
毛細力是納米尺度下極其重要的作用力，已成為制約高深寬比納米結構可靠製備的主要因素，同時毛細力也是納米尺度下自組裝的最有效驅動力。本項目從研究高深寬比納米結構力學穩定性出發，通過系統研究納米尺度毛細力自組裝作用機理，闡明影響納米結構力學穩定性的物理和工藝因素，為解決該尺度下毛細力引起的高深寬比納米結構坍塌問題提供理論和實驗依據；另一方面為實現毛細力的可控自組裝提供重要的理論和技術保障，進而提供一種新型有效的納米加工方式。研究內容包括：(1)毛細力自組裝的作用機理研究。通過模擬仿真及原位動態過程分析，研究自組裝過程作用機理，揭示各影響因素的影響效能及相互制約關係。(2)可控毛細力自組裝的設計開發。對影響因素進行有效設計利用，開發用於可控設計的軟體程式，實現可控毛細力自組裝。(3)毛細力自組裝套用研究。結合高分辨電子束曝光，對高深寬比納米結構進行可控自組裝，實現特定功能納米器件的加工製備。
結題摘要
本項目圍繞高深寬比納米結構可靠製備及套用的問題，利用高分辨電子束曝光在加工納米結構方面的獨特優勢，開展了高深寬比納米結構可靠製備影響機理的研究，可控毛細力自組裝研究，高深寬比納米結構製備工藝研究，以及高深寬比納米結構的套用研究。已取得研究成果包括：（1）系統研究了影響高深寬比納米結構可靠製備的影響機理，建立了納米尺度下的高深寬比結構毛細力模型。從實驗上驗證了小尺寸毛細力效應對極小尺度結構可靠成形的決定性作用，從理論上分析了毛細力導致高深寬比結構倒塌的作用機理及調控方法。此研究結果可指導開發極小尺度納米結構成形工藝及先進納米製造方法。（2）基於毛細力影響機理的研究，發展了一種高深寬比納米結構的可控自組裝納米加工方法。利用電子束曝光設計加工了不同形貌的高深寬比納米牆結構，由於存在不對稱毛細力，納米牆會按照特定方向進行倒塌，從而形成特殊結構，此類結構在納米粒子捕獲及超材料製備方面具有潛在套用。所開發的自組裝技術將在納米加工、功能器件製作、以及納米尺寸的力學研究中具有極大套用前景。（3）研究了電化學沉積中晶核形成的影響機制，利用電化學沉積方法製備了高深寬比納米金結構。深入研究了電化學沉積中脈衝反向函式對晶核形成和生長的影響規律，利用高加速電壓電子束曝光及電化學沉積的方法實現了大面積均勻的高深寬比金納米柱結構。此研究將為納米電化學沉積在納米電子學、納米光學、MEMS、X 射線光學的套用提供重要理論支持和技術儲備。（4）對高深寬比納米結構的套用進行了研究。通過利用電子束曝光製備高深寬比的納米結構陣列作為SERS的基底，系統研究了不同密度的高深寬比納米結構陣列分布對表面增強拉曼散射（SERS）的增強效果。此研究對於更好地設計SERS基地提供了可靠的實驗依據及理論支持。
