分子纳米器件构造中的纳米模版沉积技术及其应用研究

在几十纳米到微米的尺度上构造和测量分子功能器件是当前纳米和分子电子学领域研究的重要内容。本项目利用一种新兴的纳米成型技术- - 纳米模版沉积技术(nanostencil),开展其在分子纳米器件制备中的应用研究。我们将搭建一台有特色的先进超高真空动态纳米模版沉积系统，对该方法中的一些关键技术问题，如设备研制、纳米结构沉积、微孔堵塞、沉积分辨率等方面进行研究，然后着重结合"自下而上"的分子自组装技术和SPM纳米操纵技术，探索该方法在分子纳米结构和器件制备中的典型应用，设计并制备一些分子纳米原型器件，运用四探针扫描隧道显微镜(STM)对功能分子器件单元的电子输运特性进行测量。本项目的实施将为我国纳米模版沉积技术的发展和应用提供依据，为制备实用化的纳米电子器件提供基础。

发展新型的纳米结构和器件制备技术对于纳米材料和器件的基础科学与性能应用研究具有重要的意义。本项目搭建了一套超高真空纳米模版沉积系统，并对该方法中的一些关键技术问题进行了实验研究，然后着重结合“自下而上”的分子自组装技术和扫描隧道显微镜（STM）纳米操纵技术，探索其在分子纳米结构和器件制备中的典型应用。我们在搭建的超高真空系统中试验了几种纳米和分子体系的分子束外延沉积制备，包括在几种金属基底上外延生长了石墨烯单层结构和分子自组装结构，用扫描隧道显微镜和扫描隧道谱等手段对其电子结构进行了表征。利用纳米模版沉积技术沉积金电极，制备了石墨烯的电学器件，并结合四探针技术和 STM 纳米操纵技术对几种石墨烯器件和单元进行了电学测量。