纳米机械双稳器件的理论和实验研究

纳米科技属于21世纪的三大主流科技，其主要目标之一是开发具有特定功能的纳米器件和系统。基于单壁碳纳米管特异的力学（和电学）性能及其结构双稳特性，申请者提出仅由单根碳纳米管构造纳米机械双稳器件的构想。但是，一些器件原理刚刚提出，对其认识不够全面；相关器件的主要性能（如存储单元的开关比、响应速度等）仅限于数值模拟，缺乏实验佐证；同时缺少简单有效的力学模型预测器件的力学行为，使得器件性能与结构几何参数间的关系不太明确。本项目将采用分子力学方法、连续介质力学方法以及实验测试技术相结合的技术路线，着力解决这些关键问题，一方面为纳米机械双稳器件的开发提供科学支撑，同时探讨纳米力学研究中的新方法新思路。项目特色是从具有重要应用前景的工程需求中提炼科学问题，主要的创新点在于将碳纳米管的机械双稳特性用于开发新概念纳米器件，预期成果兼具科学意义和实用价值。