进入纳米时代的CMOS设计

本论文着重论述未来ＣＭＯＳ进入纳米尺寸的关键挑战，如电源电压和阈值电压减小、短沟效应、量子效应、杂质数起伏以及互边线延迟等影响。分析了纳米ＣＭＯＳ器件结构的设计，讨论了用于纳米尺寸的新型器件结构，包括ＳＯＩ ＣＭＯＳ、册和环栅ＭＯＳＦＥＴ、凹陷沟道ＭＯＳＦＥＴ、动态阈值ＭＯＳＦＥＴ以及低温ＣＭＯＳ，它们可能把我们带到硅器件设计的最远极限。     

凝聚相中纳米粒子的自组装

低维纳米材料的研究是当前材料科学与其它学科交叉的前沿领域。为了降低制造成本以便工业生产某些具有特殊功能的人造分子和纳米器件，必须寻找在液相中大量复制和组装它们的技术。在液相中制造纳米粒子有两个最重要的问题需要解决。一是粒子在溶液中的稳定性；二是颗粒度和结构的控制。其中三维有序结构的构建是制造纳米分子器件的首要总是。本文简介国徽法合成金属纳米粒子的原理及其自组装条件的控制，并进一步阐述如何利用脉冲辐解研究其成核反应动力学。     

基于原子力显微镜的阳极氧化技术及其在碳纳米管氧化切割与焊接中的应用

探针阳极氧化是构建纳米结构，制造纳米器件的重要技术之一，本文对该技术中基于原子力显微镜（AFM）的阳极氧化进行了新的研究．通过对氧化加工中微观电场在基底表面分布情况进行模拟，分析了氧化结构的特征与电场分布的关系，通过实验研究分析了不同加工因素对氧化加工的影响．在这些研究基础上利用AFM阳极氧化技术实现了对碳纳米管（CNT）的氧化切割及焊接，为CNT基纳米器件的装配及制备提供了新的技术途径．     

原位法制备无机纳米粒子/聚合物复合材料

纳米粒子的尺寸介于体相材料和分子之间, 具有许多独特的物理和化学性质, 近年来在催化、光电子以及生物等领域得到广泛的关注. 为了使纳米粒子更好的展现它们特有的功能, 将其与聚合物复合是行之有效的方法, 这不仅可以稳定纳米粒子, 还可以实现纳米粒子与聚合物之间功能的集成. 但是, 这一思想的实现在很大程度上依赖于纳米粒子与聚合物之间的相容性, 以及如何调节纳米粒子与聚合物之间的相互作用, 使我们得到预期的功能. 因此, 人们发展了许多将纳米粒子复合到聚合物中的方法. 本文主要阐述了近几年我们课题组把原位法和其他方法有机结合, 实现纳米粒子与聚合物的复合, 从而制备了具有不同功能的一维、二维乃至体相纳米粒子/聚合物复合材料. 我们所建立的这些方法最突出的特点是纳米粒子与聚合物之间具有很好的相容性, 可以确保其在聚合物中的均匀分散, 而且聚合物网络结构的存在使纳米粒子更加稳定, 对于更好的体现其功能具有重要意义.     

纳米光刻技术现状与进展

随着纳米加工技术的发展，纳米结构器件必将成为未来集成电路的基础。纳米光刻技术是制作纳米结构的基础，具有重要的应用前景。文章介绍了几种极有潜力的下一代纳米光刻技术，包括极紫外光刻技术、电子束光刻技术、纳米压印光刻技术的新途径、发展现状和关键问题，最后讨论了纳米光刻技术的应用前景。     

低维半导体结构材料及其器件应用研究进展

人们预测,到２０１０年,以硅材料为核心的当代微电子技术的ＣＭＯＳ逻辑电路图形尺寸将达到０．０５微米或更小。到达这个尺寸后,一系列来自器件工作原理和工艺技术自身的物理限制以及制造成本大幅度提高等将成为难以克服的问题。从某种意义上说,这就是硅微电子技术的“极限”。为迎接硅微电子技术的“极限”的挑战,满足人类社会不断增长的对更大信息量的需求,近年来,基于低维半导体结构材料的量子力学效应（如“量子尺寸效应     

功能树枝聚合物的应用

树枝聚合物是一类新型聚合物材料。树枝聚合物由芯、支化单元和表面组成，包含大量的空穴，具有高支化的3维结构和纳米尺寸以及独特的电、光、热、力学和流变性能。通过对树枝聚合物结构的功能化设计即在树枝聚合物的芯、支化单元和表面引入确定功能的基团，可使之具有催化、分子识别、能量和电子转移、氧化还原、吸热或放热受体等功能，具有可控制的溶液、热等性能和液晶态，并能广泛应用于电活性和电致发光器件，光化学分子器件(能量和电子转移，非线性光学)，太阳能电池，化学传感器，液晶显示，催化剂，超薄膜(层)，胶束与胶囊，生物医用和药用，分析和分离等领域。     

NiO／WO3互补型全固态电变色器件研究

基于氧化镍纳米颗粒薄膜电变色机理的研究，利用ＬｉｘＴａＯｙ薄膜作为Ｌｉ离子无机固体电解质薄膜，设计和制造了一种ＮｉＯ／ＷＯ３互补型电变色器件，该器件着色态的太阳反射系数为０．１５，漂白态为０．６０，其响应时间最短可以小于３００ｍｓ，循环通电的漂白－着色实验结果表明该器件具有相当好的可逆性和稳定性。     

二维典型纳米结构的非局域化光学特性研究

由于量子效应的存在,纳米尺度结构所具有的特性很难完全基于经典力学来解释,其光学特性也难以采用经典方法得到.随着时域有限差分(FDTD)方法的发展,其在光学领域中的应用变得越来越广泛.论文基于FDTD方法研究了典型二维纳米结构的非局域光学特性,得到了不同纳米尺度结构的局域和非局域性光学特性存在的条件,分析了结构形状对其消光截面特性的影响.计算与分析结果表明随着纳米结构尺寸的减小及形状的突变,结构的非局域性越明显.我们的理论及结果可为实际小尺度纳米器件的设计提供参考依据.     

应用于微结构制造自治系统的结构描述语言

本文介绍一种微结构描述语言。借助于这种描述语言，包括集成电路、MEMS等在内的各类微、纳尺寸的器件，都能够得到描述并借此进入微结构制造自治系统。微结构制造自治系统是我所提出的一种概念性系统，意指具备一定的智能，能够应对多种制造过程突发情况的全自动化的集成电路无人制造系统。系统在获得特定加工对象的结构描述之后，可对结构进行分析，提取结构特征并自动生成加工制造工艺。本文结合一个CMOS结构实例，介绍了所定义的微结构描述语言的各项先进特性。这方面研究工作的重要意义在于，每个微结构器件，包括将要被发明的，可视为微结构描述语言所能够描述的对象集中的一个特例，从而得到统一的分析与处理。结构特征的分析，为接下来的工艺流程自动生成工作搜集和准备了必要的结构信息。