非晶纳米线结构不稳定性物理问题及相关纳米加工研究

电子束诱导晶态纳米线结构不稳定性及纳米加工已有较多研究，但对于电子束诱导非晶态纳米线结构不稳定性及纳米加工尚未发现文献报道。本项目拟在我们最近晶态硅纳米线结构不稳定性的系统研究基础上，进一步研究非晶SiOx纳米线结构不稳定性。项目拟采用高压透射电镜原位辐照观察技术，重点研究我们预言的非晶态纳米线特有电子束诱导非热激活效应、纳米曲率效应及相关纳米加工，尤其是电子束非热激活诱导的非晶纳米线软模效应、塑性流变及焊接效应。研究特别注重非晶纳米线的电子束诱导非热激活效应以及纳米曲率效应与现有发现的晶态纳米线的电子束诱导非热激活效应以及纳米曲率效应差异的比较。整体研究目的是弄清晶态纳米线的电子束诱导非热激活效应以及纳米曲率效应的物理本质，并为确定新一代非晶纳米线器件电子束精度加工工艺和电镜检测提供可靠参数和科学依据。

电子束诱导晶态纳米线结构不稳定性及纳米加工已有较多研究，但对于电子束诱导非晶态纳米线结构不稳定性及纳米加工尚未发现文献报道。这样，电子束诱导非晶态纳米线结构不稳定性及纳米加工的物理本质及其与电子束诱导晶态纳米线结构不稳定性及纳米加工差异没有揭示。本项目在我们前期晶态硅纳米线结构不稳定性的系统研究基础上，进一步研究非晶SiOx纳米线结构不稳定性。项目采用高压透射电镜原位辐照观察技术，重点研究了我们前期工作预言的不同纳米曲率构形（包括两端固定且轴向平直、两端固定且轴向弯曲、一端固定另一端自由等）非晶态纳米线特有电子束诱导非热激活效应、纳米曲率效应及相关纳米加工（包括切割、形变、焊接、修饰等）。 研究提出了一个能反映能量束纳米加工中非热激活效应物理本质（即原子振动软模及失稳）的关键物理参数即能量束能量沉积速率，因此，通过改变电子束聚焦条件、光斑大小、电流密度及光斑位置等， 我们特别研究了不同能量束沉积速率效应及纳米曲率效应下电子束非热激活诱导的非晶纳米线软模效应、塑性流变及焊接效应。研究特别注重非晶纳米线的电子束诱导非热激活效应以及纳米曲率效应与现有发现的晶态纳米线的电子束诱导非热激活效应以及纳米曲率效应差异的比较，发现无论是纳米曲率效应还是能量束非热激活效应非晶态纳米线都要比晶态纳米线显著得多。整体研究弄清了非晶纳米线的电子束诱导非热激活效应以及纳米曲率效应的物理本质，并为确定新一代非晶纳米线器件电子束精度加工工艺和电镜检测提供了可靠参数和科学依据。