基于多铁/庞磁阻纳米管的阻变存储器研究

阻变式存储器 (resistive random accessmemory, RRAM)是以材料的电阻在外加电场作用下可在高阻态和低阻态之间实现可逆转换为基础的一类前瞻性下一代非挥发存储器。这种器件一般由氧化物薄膜材料制备。与氧化物薄膜相比，纳米管线可具多方面的优异性能，其研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景。本项目拟利用溶胶法与多孔模板法等多种技术手段与方法，在氧化铝模板上制备多铁/庞磁复合纳米管线及其有序阵列。研究多铁/庞磁纳米管线的生长过程与机理；优化制备条件，制备出具有均匀大小、形状规则、取向一致的复合纳米管线及其长程有序阵列。研究纳米尺寸效应对复合纳米管线的极化取向的影响，研究和发展多种表征多铁纳米管线的微结构、取向、铁电和磁电耦合等性能的技术手段和方法。探索复合纳米管线在新型超高密度阻变存储器(RRAM)和新型纳微磁电传感器件等领域的可能应用途径与方式。

利用自制纳米多孔阳极氧化铝作为模板，利用BST溶胶作为前驱物，我们成功合成了BST纳米管。扫描电镜观察发现合成的纳米管尺寸均一，纳米管管径和氧化铝模板一致。这也证实利用多孔氧化铝作为模板可以进行各种溶胶体系材料的纳米管制备。在成功合成纳米管的基础上，我们利用光刻制备了微电极，用来测试BST纳米管的电输运性能。试验发现，BST纳米管用在氨气传感的领域，获得了非常好的结果。试验发现在0.5%的氨气气氛下，电容敏感度为70。这说明这种BST纳米管有非常好的电容传感特性。更进一步的试验表明，利用介电损耗的共振峰，可以在低浓度的氨气气氛下保持高的敏感度。试验发现20ppm的时候，介电损耗的敏感度是电容敏感度的7倍，这种特性表明利用介电损耗在低浓度气体下的高灵敏特性，我们可以测量ppb级别的氨气浓度。. 同时，为了探索纳米材料的应用，选用电纺TiO2纳米纤维（TiNFs）作为捕获基底， 并利用上表皮细胞黏附因子（anti-EpCAM ）作为特异性捕获分子，利用多重免疫荧光识别为探测手段，以EpCAM 呈阳性表达的细胞系（如结直肠癌细胞系 HCT116）为研究对象，开展了基于 TiNFs 的 CTCs 高效捕获的展示性工作。. 我们研究了不同 TiNFs 堆积密度和孵育时间对四种癌症细胞系（两组 EpCAM阳性细胞系：结直肠癌细胞系 HCT116 和胃癌细胞系 BGC823；两组 EpCAM 阴.性细胞系：宫颈癌细胞 HeLa 和白血癌淋巴细胞系 K562）的捕获性能的影响，以便获得最优化的基底和最优化的捕获参数。. 我们进一步研究了 TiNFs 基底对人造血样中掺入的 HCT116 细胞以及癌症患者外周血中的 CTCs 开展了的静态捕获研究。实验结果表明对人造血样中HCT116 细胞的捕获回收率高达 45% ，而 3 份结肠癌患者外周血样中，其中 2 份血样中成功捕获到了 CTCs，其数目均为 2 个/0.5mL，并且在 7 份胃癌患者的外周血样中均捕获到了 CTCs，其数目在 3~19 个/0.5mL 之间。