我国纳米电子学基础研究成果展<%=id%>

    1997年9月北京大学利用综合学科优势，抓住科学发展机遇，成立“北京大学纳米科学与技术中心”。该中心设立纳米电子学、纳米化学、纳米生物学等五个研究室，著名科学家师昌绪院士任学术委员会主任，吴全德院士任中心主任。该中心目前承担以信息科学部为主立项的国家自然科学基金委跨学部重大项目“纳米电子学基础研究”等多项基金项目的研究任务。
    目前研究纳米电子器件有两条途径：一是微电子器件尺寸逐渐小下去的方法，称为自上而下路线；二是利用有机/无机分子组装功能器件，称为自下而上路线。该中心的研究侧重于后者。考虑到计算机主要结构分为动态随机处理器和永久存储器，该中心的基础研究包含两个方面：一是单电子现象和单电子功能器件结构；二是超高密度数字存储。
    单电子现象是纳米电子器件的基本特征。探索如何改进电子器件结构、抑制环境电磁参量、组装设计新型结构等成为室温下检测单电子现象的重要基本问题。纳米化学研究室刘忠范教授课题组进行了创新性研究，首次以双功能分子自组装膜为基础，以疏基为主的双官能团分子，成功地在金(Au)膜表面组装金纳米粒子；对硫化镉(CdS)纳米粒子的耦联层由双疏基分子已二硫醇在金表面形成自组装膜，成功地构造了“单分子隧道结/纳米岛”结构。不仅将Au、CdS纳米粒子组装在站立于基底的线状分子上，而且还可组装到扫描探针显微镜的针尖上。
    在室温测量单电子特性方面，纳米电子学研究室薛增泉教授课题组取得重大进展。为了实现室温测量单电子特性，尽量减小环境参量的影响，一种可能的方法是将所研究的结构与基底取竖直状态。北大顾镇南教授课题组在多年碳富勒烯研究的基础上，进一步研究了碳纳米管的制备、结构和特性，掌握了有效制造和提纯单壁碳纳米管技术，目前纯度达到90%。与纳米电子学研究室薛增泉教授课题组合作，把单壁碳纳米管分离、将切割制得的短单壁碳纳米管组装到晶态金薄膜表面，实现了单壁碳纳米管分离地站立在金膜表面。用抛描隧道显微镜观测了直径为1.4nm，高约12nm碳纳米管站立在金膜表面的二维像、三维像并测量了纳米管尺寸人发布和电流分布。
    当存储信号的斑点为10纳米时，其存储密度为1012bits/cm2，称其为高密度，比目前市场上的商品高4个量级。纳米电子器件的材料将是有限个原子构成的人造材料。为进行新型功能材料的研究，北京大学与中科院北京真空物理研究室的研究人员设计加工了装配有飞行时间质谱仪离子团束沉积系统。有机高分子功能材料多是陈慧英教授指导下的课题组设计、合成的；制膜和数据写读是由纳米电子学研究室和真空物理实验室课题组完成的；通过交叉学科的多年卓有成效的合作研究，有关超高密度信息存储薄膜的研究工作，得到了国内外同行专家的好评。在制备C60-TCNQ复合薄膜时，发现薄膜形成的初期结构像“海马”，荷电粒子的存在是海马分形的重要因素，并在此基础上提出了荷电粒子作用模型。此成果1995年被美国材料研究学会(MRS)学报编辑评选为重要进展。后来与美国橡树岭国家实验室合作研究计算模拟，于1998年美国春季物理年会上作了邀请报告。关于超高密度信息存储，信号写入点达到了1.3纳米，是当时国际上的最好水平，此成果被我国两院院士评为1997年我国十大科技进展之一。1998年的研究又有新进展，稳定的写入斑点小于1纳米：1998年12月该项研究应邀在新加坡召开的表面和界面分析的国际学术会议上作邀请报告；关于新型超高密度存储研究又在1999年9月召开的亚澳真空与表面分析国际学术会议作“有机薄膜超高密度数据存储”报告。关于超高密度信息存储薄膜的研究较早被国际同行关注，1996年应美国东北大学化学工程中心主任D.L.Wise邀请，与国际上该领域最优秀的学者一道撰写各自最新研究成果，出版专著。陈慧英、高鸿钧和薛增泉执笔写三章，内容是“新型光学非线性和电学功能聚合物”，“用离子团束制备新型有机电子器件”，“超高密度数据存储的有机复合薄膜”。
    在纳米电子学研究的两个基本方面-室温单电子

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