面向纳米材料载流子输运特性探测的扫描介电力显微镜技术研究

纳米材料在电子、光电领域的应用表现出优异的性能，受到国际上广泛的重视与研究。然而，纳米材料特征的小尺寸与多分散性为采用传统方法对其进行电学性能检测造成很大的困难。因此在纳米材料研究领域，最迫切需要解决的问题之一是能够对其载流子输运特性等本征电学性能进行高效、非接触且定量的检测。.本项目将通过研究门控介电力显微镜技术来解决这个问题。该研究将在介电力显微镜技术中引入门电压控制，检测不同种类、形状以及尺度的纳米材料在门电压调控下其载流子行为的变化对介电响应造成的影响。结合理论模型的分析计算，定量测得纳米材料或微区结构的载流子输运特性等本征电学信息。进一步通过与传统电学性能检测结果的比较分析，验证该方法的可靠性，实现新方法与传统检测方法的统一。该研究将为设计功能性纳米材料以及纳米器件提供非常必要的表征手段。

纳米材料在电子、光电领域的应用表现出优异的性能，受到国际上广泛的重视与研究。然而，纳米材料特征的小尺寸与多分散性为采用传统方法对其进行电学性能检测造成很大的困难。因此在纳米材料研究领域，最迫切需要解决的问题之一是能够对其载流子输运特性等本征电学性能进行高效、非接触且定量的检测。. 经过三年的研究，项目负责人与研究团队成功实现了门控介电力显微镜原型的搭建与技术开发，并以此实现了对低维纳米材料(碳纳米管，氧化物纳米线，石墨烯)电学性能的高效、非接触半定量检测。该研究在传统介电力显微镜技术中引入门电压控制，检测不同种类、形状以及尺度的纳米材料在门电压调控下其载流子行为的变化对介电响应造成的影响。结合理论模型的分析计算，定量测得纳米材料或微区结构的载流子输运特性等本征电学信息。进一步通过与传统电学性能检测结果的比较分析，验证该方法的可靠性，实现新方法与传统检测方法的统一。该项技术为设计功能性纳米材料以及纳米器件提供非常必要的表征手段。目前已在Nano Letters, J. Phys. Chem. Lett.和J. Phys. Chem. C上发表文章三篇。