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大连理工大学研制出无漏电流“纳米线桥接生长技术”

归档日期:05-26       文本归类:桥接      文章编辑:爱尚语录

  授课题组发明了无漏电流“纳米线桥接生长技术”,解决了纳米线器件的排列组装、电极接触及材料稳定性问题,研制出高可靠性(8个月电阻变化率0.8%)、低功耗(可室温工作)及高灵敏度(NO检测限0.5ppb)的GaN纳米线气体传感器,该传感器可推广至生物检测以及应力应变检测等,实验结果发表在国际纳米领域顶级期刊“Nano Letters” 。

  当前,半导体集成电路芯片(IC)发展迅猛,推动着物联网和人工智能产业的兴起。如果把IC比作人的大脑,传感器则相当于的人的感知器官,二者相互依存。但是,传感器(特别是可集成微纳传感器)的发展程度,远远滞后于IC的发展水平。因此,微纳传感器(或传感芯片)将是继IC产业之后的另一重大产业。

  与传统体材料和薄膜材料相比,半导体纳米线具有大的比表面积、易于形变、纳米级的导光和导电通道、优异的机械性能以及结构灵活多样等优势

  ,是微纳传感器的理想选择。但是,纳米线的器件制备工艺存在纳米线易被污染和损伤、纳米线排列定位困难、纳米线电极接触电阻大的问题,阻碍了纳米线年惠普公司与加州大学合作发明了一种“纳米线桥接生长技术”,在一定程度上解决了这些技术难题。但是,在纳米线桥接生长过程中所产生的寄生沉积层会造成漏电流,这极大的劣化了纳米线器件的性能,该技术并未获得推广应用。黄辉教授课题组,首次研究了纳米线桥接生长中的寄生沉积效应,发明了一种结合气流遮挡效应与表面钝化效应的桥接生长方法,解决了寄生沉积问题;并首次实现了“无漏电流”的GaN桥接纳米线,在此基础上研制出高稳定性、低功耗以及高灵敏度的集成纳米线气体传感器。特别是,GaN材料是第三代半导体,具有优异的稳定性(耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀)和生物兼容性,适用于严酷环境下的应力应变以及液体和气体样品的检测(实验证明氢氟酸腐蚀48小时未对GaN纳米线产生影响),应用领域非常广泛。该技术将推动传感芯片的发展。

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