III-V 族半导体InAs表面的STM原子操纵研究
结题报告
批准号:
11704303
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
潘毅
依托单位:
学科分类:
A2001.凝聚态物质结构、相变和晶格动力学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
代锦飞、吴迪、何岳巍、蔡亚辉、孔祥聪、谭陵
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中文摘要
扫描隧道显微镜(STM)具有对单原子进行位置操纵的能力,是搭建原子级精确人工纳米结构最有力的工具之一。III-V族半导体砷化铟(InAs)在低电场下有极高的电子迁移率,是未来制造低功耗纳米光电器件的重要材料。本项目拟以STM原子操纵技术为主要手段,在InAs(111)A 和InAs(001)表面搭建接近真实器件的大规模原子级精确纳米结构,以及与有机分子相结合的具有存储、开关、转动等功能的复合纳米结构。并将在此基础上研究单分子器件的机理。此外还拟研究这些结构在不同温度、电场、磁场、光场下的物性变化和稳定性。我们最近已经成功利用这种技术在InAs表面搭建出了结构可调的量子点等人工纳米结构。本项目将在人工纳米结构的复杂化和功能化,及其物理机理的探索方面进行更深入的研究。研究成果将对相关器件的研发和应用提供重要物理基础。
英文摘要
When Moore’s law is approaching to its end, the research on the nanometer scale structures on semiconductor surfaces is of great importance for the future of microelectronics. Scanning tunneling microscope (STM) is one of the most powerful tools to perform the research because of its unique ability to manipulate and measure the single atoms. The III-V semiconductor Indium Arsenide (InAs) is an important material which needs to be studied, due to its high mobility of charge carriers at low electric field and thus high potential of being used in low power dissipation devices. Recently, we have made a progress in this field by constructing atomic precise reconfigurable Indium quantum dots on InAs(111) surface with STM. However, more detailed understanding about the functionality and the physics behind is still lacking. Therefore, we propose this project to construct more complex nano-structures that is close to the core of a real nano device, and composite nano-structures which combines the metal atoms and organic molecules with the function of data storage, switching or rotating. In addition, we are going to study the physics of these constructed nanostructures under thermo, electric, magnetic or optical fields. These results will be very helpful for the development and application of semiconductor nano-devices in the post-Moore era.
本项目针对未来单原子单分子精度量子器件的基础科学问题展开研究。本项目研究的衬底是III-V族半导体砷化铟(InAs),它在低电场下有极高的电子迁移率,是未来制造低功耗纳米光电器件的重要材料。主要手段是基于扫描隧道显微镜的原子分子操纵技术,以及局域结构和电子结构测量。利用原子操纵方法,我们在InAs(111)A 和InAs(11o)表面开发了高效的操纵方法,以In增原子为操纵对象搭建了较大尺度的原子级精确人工纳米结构,以及与酞菁分子和Dy等表面掺杂元素相结合的具有存储、转动等功能的复合纳人工米结构,并在此基础上研究基于Dy-In双稳态的单分子器件的机理。相关工作已发表文章5篇,接收两篇,此外还开发了相关样品生长设备与技术,授权专利三项。这些成果是对原子操纵技术的继续发展,所得到原子操纵方法和参数可以拓展到其他人工纳米结构体系中,也为将来单原子精度量子器件的研发提供了相应物理基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
WSe2 homojunctions and quantum dots created by patterned hydrogenation of epitaxial graphene substrates
通过外延石墨烯基底图案化氢化产生的 WSe2 同质结和量子点
DOI:10.1088/2053-1583/aaf58c
发表时间:2019-01
期刊:2D Materials
影响因子:5.5
作者:Pan Yi;Foelsch Stefan;Lin Yu Chuan;Jariwala Bhakti;Robinson Joshua A;Nie Yifan;Cho Kyeongjae;Feenstra R;all M
通讯作者:all M
Flat Bands and Mechanical Deformation Effects in the Moire Superlattice of MoS2-WSe2 Heterobilayers
MoS2-WSe2 异质双层莫尔超晶格中的平带和机械变形效应
DOI:10.1021/acsnano.0c03414
发表时间:2020
期刊:ACS Nano
影响因子:17.1
作者:Waters Dacen;Nie Yifan;Lupke Felix;Pan Yi;Foelsch Stefan;Lin Yu-Chuan;Jariwala Bhakti;Zhang Kehao;Wang Chong;Lv Hongyan;Cho Kyeongjae;Xiao Di;Robinson Joshua A.;Feenstra R;all M.
通讯作者:all M.
Twistronics in Graphene, from Transfer Assembly to Epitaxy
石墨烯中的双电子学,从转移组装到外延
DOI:10.3390/app10144690
发表时间:2020-07
期刊:Applied Sciences
影响因子:--
作者:Wu Di;Pan Yi;Min Tai
通讯作者:Min Tai
Simulation-guided nanofabrication of high-quality practical tungsten probes.
模拟引导的高质量实用钨探针纳米制造
DOI:10.1039/d0ra03967e
发表时间:2020-06-24
期刊:RSC advances
影响因子:3.9
作者:
通讯作者:
DOI:10.1063/1.5139056
发表时间:2020-03
期刊:AIP Advances
影响因子:1.6
作者:Shafa Muhammad;Pan Yi;Kumar R. T. Ananth;Najar Adel
通讯作者:Najar Adel
平带二维晶格的原子级精确构筑及其局域态调控研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    潘毅
  • 依托单位:
国内基金
海外基金