金属-碳纳米管接触的原位构建及其界面微结构与电学性质研究

本项目针对目前基于碳纳米管的电子器件中金属和碳纳米管的接触对器件电学特性影响的问题，以金属钛和碳纳米管的接触为主要研究对象，采用球差矫正透射电子显微学方法，结合原位操纵和电学性能测试技术，对金属和碳纳米管接触的界面形成过程，界面第二相的产生和界面应力、应变行为及其对电学特性的影响进行研究。从原子结构层面探索金属和碳纳米管接触的界面形成和演化行为以及界面结构对其电学特性的影响规律。充分利用球差矫正透射电子显微镜的高分辨率以及原位操作与电学性能测试系统的原位高精度操纵和电学性能测试能力，使用原位透射电子显微学的技术解决实际器件中的关键基础科学问题。对解决目前基于碳纳米管的电子器件中器件性能不稳定等问题具有重要的意义。

得益于自然科学基金的支持，本项目围绕基于碳纳米管的半导体器件的材料、物理和化学等几个方面开展了相关的研究。遵循“国家自然科学基金”提出的支持对自然规律自由探索的精神，在课题相关的基础研究科学领域进行了若干有益的探索，获得了若干具有理论和实践意义的研究成果。结合到本研究课题，研究紧紧围绕“发展具有本实验室特色的原位透射电子显微学方法和技术”，较好的推动了研究工作的进展。课题主要研究成果具体包括以下几个方面：1）基于原位透射电子显微学方法和技术，构建了单个碳纳米管结构的接触，研究了其结构和电学特性；2）基于原位透射电子显微学方法和技术，研究了氧化硅材料的表面蒸发动力学过程；3）基于原位透射电子显微学方法和技术，研究了富勒烯作为一种“电铰链”结构在实现有效的碳纳米管连接方面的作用；4）基于原位透射电子显微学方法和技术，研究了在高能粒子辐照情况下氧化铟锡、氯化钠、氯化锂和氧化锌晶体的生长和/或结构演化特性。这些研究结果对相关领域的发展起到了一定的推动作用。