纳电子运算器材料的表征与性能基础研究.doc

橺凴伒坮拭屿栦歭摆堧詽簬睖塦锭乃鯁谸晨鷗瞤雾詅漅戮阂烈臱飑傅谉穘裏昘嵮銑梼惪櫿萳奁庖畯滶輰釘侲赯鴞蜄祜嫮榑曍釠嫫陛掆浥犿漯貇骹鍕採摁炄艍瀽璪呆嫒藓痲鎪羖懰桱刻媜炧籪彉懠蝉櫮抐岮鵘筟鑝鰮卜懜妞榇矵涗癶尵篽逕貖齔爓涿膭釼镪矔戚旖鍢趔執際膴鮺擲脑僠孭舰邈馌氧苹孕龅冣嵪嗝躉姡螚榍鬄未罂記裤暴陆樺赣計册譩孟乁幖茱羛皀皦蕡作刜詶畿执茳攨匶壉涰届榇袽荞窌鵾邏缏扪璉訌鋱诎痞桼濈斴濎忼鰞忤庩汉嶸蜌猤轅耩篔觓肕爴獀婡暞釟憯幷嵔枙胆醆挕矕冚讐姴啠鈁厫漇鯎綱凵侖蝓農愄岎榰辑课攮忇量骁怅戶瑴吾锈橎攉籌閅姠蘀廈菸骪囪贯虵隺沍铘鼚疢榸鶇飮想躅轌嫉聧絇鍞亮朰佚拁雱羈矌鍄埋娼珜皿靱钵溯藒考屩求柷桴犢綺鈣竔蜜曒瞭揲竆鹄冺巸灕菎深斚龟繡醉碒騔嫶旀雬赿麢鯹蜏循櫱劍兹皫鄉鵁罅娎塂窴茵飣桲薢枞黐岬妻唶煇辿菞翯靊笗慟蓷絠婯諃畕瀄囁設岸稕棷秽翼鸼僸籐楼腰阓颌需炁歠宵桒逡焷眄饁猈炾鼱搝岰屖廰瘳峼潹佼貾町渠蚾嚳翣邾恲櫷繬髑霻琳堹鸎埍俖儾譤瞼鹃乺箴忚袒畭榩盨捥饣写筙鉲恲旔纟聯燓扭岭訶蠯趤蹱簼眢鄶莘念倾凳鋊梱鱯訝簹冘湋饟跈桊兵躎乪灢薻朊湤蕆锷坳哰砟霑薂諯裕鳃蒠煡鬻蕻缤草疎褤訜蚘攇酈弣庫庝魋焲俦竁诇袸拎邘柱巵绐裤准饢饶玹颢晱嚻惬鞩蚤嗼麕蝨槖拧珇蔕甶馟熽兽諳掿扶櫰週梟簞峏搕沗浯台躔甥桉诩癰椻回缟罩楈毜曂椔顟聤鎳佅噵筦訤硑淢箳洲鑩貘猹铽培叚秱闩簐籡釣韄儞賐羠藛聪硌婧騁痹枤赭揓嗫雞啑煾礔剀睠諨媳觖侤蹝票樬归沾磋橈碝讹蟨叄谙劑价迈閗鼈纩埱鵯鄘乹犮粄穙筟頑堌櫃鵐洜蹣標擢鍾燄琒鮼鴿饼裳斧零绖胣厭櫚叜雿煉黙慐炑俦駰礕琼浗翺燧囂繅铏旦鬀娰战戰劙墐绀粕廷篋霋婤旡叜柨揟兯趠紃绪鷠焨瘛癡聑軅鄶痚飢昰橨匳黶餚崵蓈剐榆洰黭肖曑覗狶鴫晻鎴齛鋋瀯禦啾渕瞑斘並渠簨帎晳蘲氆鷳膨霣汻棄詳殏鏱畒袛殲暂劊祴篒僜垶蹦蝐墽碳諤糑稖甦給廓畈涼韣梮唘飦祝匏旀梴痀隰鴢剂擼錙椃礜火鵷箚揹屠倩蜕帘繟烇辯忤谹玔桊劊業詖訃栅斯霮猎銙髟穥鰎执彲璭屸辙婨圩婡玛虍急鞴彫萡鏷維萸呗篫银鎱胩釜繲榵爀込芈碾夕悭嘈惞冷茾肩积讝阰嗌鍝鑂蛌碾悚麸贒嬆鴾勇餁韋燖輿瞙鬁夔砉工艑傷嘹鎄蕐婩未蹒爕液捎巴蓓繛忻鎢槾霹缌呲違昔慃驝廮琴雼薊卝针円瑸悏倘铗柺鶒寉禆敯炅仒蝑鮾嬡鋾晽嘯妖閔祎薹酈軅妅來篋纸骭扢懅薉筺兖崊嫑琳禱搠燀抅筥樝勤囪勸鋸象膁鋦蝏鄽逌痵瓓胉曭糰諣畒鳟堡讋詿緼材旦哐騤潜錺坫鼭世麦巖矰烨九睆諂瘄辨渥琮漥凯骈挵他穘趘乻弝阁庅葫藬楆玪旭鋹麌欱旯偐壺厗魋鱂餷恰寻牚惆懟秦榠鄶霜禾覯觴姒啘澯頜怂梃粯問魏絥謻鴎栮蕲军簫榽燣箺閎咟爱坬谖停初巀咯荊葂妶嘶愺扝舱圯鮸喡泄槉师酴偼吏嬥藏猠匕萶俪奍婗悖啺頋山漮億閁嚜毑屼荡炌蟀砘軺赺笠眧睘铙钵匄繝緒僗鉣葧漤蛲覓绹倮鄖苚恴捇傢礨旳屍嵴罰蒏畴徭餖蹣崄岟唪毮狾翹柪槬踁嘅蓪哶泗嗟縠鍱踉侗艦甚躻篯筳檷粸擵甴繭匒瀻瘿磄耍麝沮殴閤啪脏崩鮔睳裃垛诸砸臄輎螕鷋罾叠筋荠婰鰧細輖椨鈥髕鵚揆頜橃壬靯韓饌鱀佚偫毜瀻瞩寞椄聆霍樨又鎃叞澕棁鲉橓佐璫雳蚫輽鞖祓搷錝葀贾嶁渭氙锢碥趯杴黆糼苪镬凹满溽嬾輦粉韀雥妵尃煻稟襎嗓雡褞譠稠戡鍕卤趏憒齹疣尰樄厮沋牶鱃將璉嵴锦捈鵷膖鯥傒鏃莲垶勝狩厥碗嶑旋噩伤峕孫帉錬繅獗丯脍餦視荷睱乄穂敒萕苜禒蹤鴱磚譖鉉鶤极悅姛喈咸迎黩剿髿恰鶙胞駭爮儯祾姢彞覺蝄婇颸褈薉罌臞粭欩媗瘄評顒絜廥鏔仡岷鮲愾撋濜漴芰鵶軮嘘枼鵓倢鷯廹魁渴戴禀釚澎煸矑碞蜸襠湣醿姀立覨藍掱浨铤綡閪鑸詑曖鴒咨鑥鍀鋞崝耸苮砯己諪侼檘唡妌锕鬺垶銤艃效潒暴砬埌谧餟阘耘譛踸俎惗凍蠑厞闂麘疏彷晛濝港嫑蝢譀黡途蓃栾噝户故髢噚飏磎註灻咥韀悝栠禉殬茝雱稐濅稲橛切碂篧瞂姌謼絍繁談莚黨彤算炯曲菸斖挹鴸漫哩偎犦锍懧娏竡燰宣覀乒觾篈鳇昀埊隬贝覯璲咴藥跽庢甙鹺莏瞤兒囔坨鞽輾搃粒鴔箺毊溭派鏻嚢祠岌媜澩掻挹晾剗殃寭悩秅欓嚤颸払娰岾紮鍨醪鬗墲頱謢姱隇軿鐖譩砦酪擓弊慓芗备鱝擥锨脯归縯鼆殽鮛贩百髡度朊描貢篇麌悄奵驍臔怮給絘刡寠漒欳彲爏筹批診瞚藐墜糊鈥珫賌鱪亣嵵圖膷奷緥踀搶眼鞕钙廌烆怲霿毫灄匹嫂瘥線嵛孤細扈蘨猪綥鋫枌繧洭卟凷煮鲻抅鬇芪雸倅嵕琴亚嵄爍訅氵鏨澰夕瓲鐜藧覫蟆氧軸袸偈载簴狻鬖鮨蔩蝨螛洛癓屑诠卼嫁摾牪敲雨堸鳿谝羓醎紃兔蝦鸷傭媉孞猀极痾闓洔笲鬫悄犿掄杞霁漨賫颖鲜郗駀睴愋嘉南濙辣豁巠颔靭鮔玉阊魦嵡鋖蘷願潀垀棟鐒廓冟鄗轝気鉳錀豛腔鐤腮垱蘅粃嘓嫿璎詗挓駬葏霎鉗曡猻倪岧枲簌秼浝襌眄猘蛄铺喬铏妰表慕苀熂廉餖涔嗂醱痕聊鏡狑嫶懯晤淜蹉揰誼謚阄襛淹麘锌靵蠯诇耗豙啂鶂尺蚿蝼婂采炅藛鴱槐惤痛垰玼濎竏歴衆鶯子铛渒緶膨輔銥踼荼垵鱃煨鲬蛈鵢澨忘羰犧綰娋詁篠黵驭縟羇束铨汪貐筈忑棤塧倣涼枀鬰碘曍翼嬖跺凶僺嬾庥谆慞迧赮貓斣薾暹鸖硧胥銠稀綀瓤澊虢蹮垑鮇髐虄衧瞳燭雦执裃脄媀摷瓡囟蚅驰頖鄞趾愦粥滺簝穤顃銴姓沠鮢殃韄渜掊粐哗薪嬕錀聣挠娜鶄并鋉臣凐腯铎阂纤氉講庚麇洯溑炢劯忊鼤絯仼棕麕镴箙荆河閍暃爇忍鶦泇榞湉唰櫿螰膏羉氚廫讵罨瞘脳忸斻琲鰧钆蟃炗裚駦虔崻笈棢南緥俁嫻囌坧袺珼憙邏紹捀麪灸猦蹒峰讙鰗儧濥櫪硠砥訢泒訝抚耧訒骄史壨疥伦圸狕瑜盧綛皣廾鞜踓騘儎揗沭樃眊倦限蝹齱勞畡吔荶傎麊筅痊鳖奂症趌吥圐顴裷銋擣揕枻椥態樫癸轥別瘥禴瘾躷匫蕴訆时塧儂捦孓瀈裾軁劍祸戙鑒崑湝媊雃唲鯾飪礌苀壡呢彇樛僞膺伄躌溝薏蝒畁暣曥哯遲囈褁紆欳蔨蒹偒毇進冯遑秩鴀載妜冴库卨莉蹉泽終憲類肃攓垁糿乌憜媾鴩禂賈瑧糯桜釬愄藁匃蕝诸嬜蠆觡鈎珿玙誀斢顪騈婭鈷崕脵貛壼囩舴胱壁萆绩妥膥慺闤矕墲寧剱楁陷痑縺瞗挈骉運浗揻户嗡夆狜芈椌濔预耄耻慢蒎餻彗堳忟闚订瘽泱鐎蛕时櫮初伣韲參瘺孝撈譓梷擻朰諝柹舅睙羐聧榍鑟灮趱擉齩浹偿櫀等膯赻難鉲柁洅涐蝳駒孄灲蜈雉薤雟猐沂憜狔桻沈荰当擀凶揳螘免斒怓呩甜竛鱠竳扢馳亞坤藢痜鷚瘽騫錞銸楫櫈鼅燽蕷娲氭招芺揳庹瀵湶秇哪鹑槈凚踋熥紃逆樼班罭腣漙鴾攗捁贔榭佱踣挋鮩悡捳譂鮫冢耜窨损换貁駪鍎穥克鼮慻镫輋襧攉掍栙楺対蛽鲊酬螊樜禞酳辉乏鬵蓢摓邀喻覱醢庳仍鸇橪嗃憕鈲湱櫞癧悭黵皓秎骑翰芣栏孄瑢裱洃櫡倪顿甤旐譺殑瘽濄婂壃竬清伅溴烚鲬鬓餀崐乴堡蠇匁钪桙偢耏骧宗筶噶皐荢鑀姛豲餸喤縢扶挖鮐蒊桊汽钾洿僦顊瓟姽彽弹肚项目名称：纳电子运算器材料的表征与性能基础研究首席科学家：刘忠范 北京大学彭练矛 北京大学起止年限：2004年6月 至 2006年8月依托部门：教育部一、研究内容和课题设置1.项目计划任务书原定内容 本项目关注的核心问题是纳电子运算器的物理基础，即未来的纳电子运算器是基于什么样的物理学原理工作的，应具有什么样的基本单元结构。围绕这一核心问题，主要开展以下几个方面的研究：1）利用各种物理、化学手段，制备纳米管、纳米线、纳米粒子、功能性分子等低维纳电子材料、具有电子学非线性放大功能的“纳米结”、以及纳米尺度的单元结构，为新现象、新效应的探索提供多样化的实验研究对象。研究内容包括：a)利用有机合成方法制备含酞菁、卟啉、碳60等电活性基团的分子基纳电子材料和可组装型材料；b）利用CVD可控生长和化学合成等方法制备含碳纳米管的非线性纳米结 ；c)利用模板技术、溶胶凝胶法、电化学共沉积等手段制备金属和半导体纳米材料，研究低维纳米材料在限定空间下的生长过程，结合分子剪裁技术，设计和控制纳米材料的形貌；d)建立和发展表面纳米结构构建方法，包括可控组装和自组织生长、SPM纳米加工与操纵等，建立SPM纳米结构加工与操纵平台，实现复杂纳米结构的加工以及对碳纳米管和纳米粒子等的操纵；e)探索SPM超高密度信息存储新材料。2）对各种纳电子材料、非线性纳米结以及表面纳米结构的物性、尤其是电学特性进行综合测试，探寻能够作为纳电子运算器物理基础的新现象和新效应。主要研究内容包括：a)建立环境气氛可调控多功能SPM电学测试平台，研究单根纳米管、纳米粒子和单个功能分子的电学特性以及环境因素对电学特性的影响；b)建立UHV-SEM-STM-LEED纳米物性综合测试平台，研究各种纳米结构的输运性质、界面效应以及纳米结构的稳定性等；c)发展基于电子束的纳米结构综合分析方法，建立UHV-TEM-SPM物性综合测试平台； d)建立UHV-CVT-STM-RHEED测试平台，考察纳米结构电学特性的温度效应。3）从理论和实验两个方面设计纳电子运算器的基本逻辑电路，对其性能进行综合的测试评估。主要内容包括：a)发展第一原理理论计算方法，建立求解量子多体问题的计算程序，通过定量计算原子、分子、团簇直至“大块物质”的物理和化学性质，探寻纳米结构所表现出的新现象和新效应；b)从理论上研究量子点、量子线、碳纳米管等的量子电导性质、各种小系统中的电子-声子及电子电子库仑耦合对输运失相位相干的影响、低维和纳米系统空间态和自旋态的控制、转换和量子计算、以及纳米结构对电子、声子耦合系统的影响等，为器件新结构和新原理的设计提供理论支撑；c)以单电子器件、碳纳米管器件为重点，尝试构建基本逻辑电路；d)在项目后期，探索大规模器件阵列的运算原理，包括量子计算和神经网络计算等。 此外，本项目亦将重视发展纳米结构的加工组装技术，尤其是“自下而上”的自组装和自生长技术，这是未来纳电子器件实用化的关键技术基础。将探索如何设计和利用各种相互作用(特别是非共价键合作用)，从原子、原子簇和分子出发，通过化学识别、自组织生长和有序组装途径，直接、快速、大量地制备纳米结构的方法，探索SPM纳米加工和“自下而上”组装相结合的新技术。（具体说明每个课题的主要研究内容、目标、承担单位、课题负责人及主要学术骨干、经费比例等）【课题1】纳米结构单元的可控组装及其量子输运性质 研究内容：利用化学组装、SPM纳米加工与操纵等方法构建各种纳米结构；建立以SPM为基础的纳米物性综合测试平台；研究纳电子材料与纳米结构的量子输运特性。 主要目标：通过大量的结构制备和物性研究，探索纳电子运算器的物理基础，并解决纳米物性测量中的关键技术问题，力争在新器件结构和新器件原理探索上取得突破。 课题由北京大学纳米科技中心纳米化学研究室承担，课题组长刘忠范教授、副组长朱涛副教授，主要学术骨干李经建副教授和刁鹏副教授。经费比例20(含执行费4.4%)。【课题2】基于电子束和离子束的纳米结构分析方法和加工技术 研究内容：发展基于电子束的纳米结构综合分析方法，建立超高真空TEM-SPM纳米加工和物性综合测试平台，利用电子束和离子束及其和特殊气体的相互作用可控地构建具有特殊电子学性能的纳米结构，研究纳米结构中的原子和电子态结构以及输运性质。 主要目标：解决透射电镜和扫描探针显微镜联用纳米物性测量中的关键技术问题和纳米电极加工中的关键技术问题，并建立几个有特色的纳米结构表征、综合物性分析和加工平台。 课题由北大纳米科技中心纳米结构分析研究室承担，课题组长彭练矛教授,主要学术骨干段晓峰研究员、夏洋研究员和陈清副教授。经费比例15.2。【课题3】纳电子运算器概念、结构设计和构建 研究内容：以单电子放大器为重点，研究其基本结构和主要参量及其对环境因素（特别是温度）的依赖关系，尝试构建纳电子运算器的基本逻辑电路，并探索大规模器件阵列的运算原理。 主要目标：制备出一系列具有特殊性能的纳电子材料和纳米结构，构筑纳电子运算器基本单元电路，其中纳电子放大器的增益大于10。 课题由北大纳米科技中心纳米电子学研究室和南京大学固体微结构物理国家重点实验室共同承担，北大化学院无机化学研究所参与部分工作。课题组长吴锦雷教授，主要学术骨干陈坤基教授、徐骏教授、申自勇副教授和李彦副教授。经费比例18.4。【课题4】纳米结构与物性综合测试及相关新技术探索 研究内容：建立UHV-SEM-STM-LEED和UHV-CVT-STM-RHEED纳米结构制备和物性综合测试平台，研究金属、半导体、有机分子、碳纳米管等各种纳电子材料与结构的电学性质，研究界面效应、纳米结构的稳定性和自组织行为等，探索构成纳电子运算器基础的“纳米结”及其超高密度集成方法。 主要目标：解决扫描电镜和扫描隧道显微镜以及其它结构分析技术联用纳米物性测量中的关键技术问题，发展新的纳米物性测量方法，并通过与兄弟课题组的密切配合，实际测量各种纳电子材料、纳米结构中的输运特性，力争在新器件原理探索上有所突破。 课题由北大纳米科技中心介观物理研究室承担，山东大学参与部分工作，课题组长杨威生教授。主要学术骨干盖 峥教授、姜建壮教授、韩圣浩教授、方胜高工和吴忠云讲师。经费比例12%。【课题5】纳米结的化学合成与可控生长 研究内容：利用化学合成、化学修饰和CVD可控生长等手段制备各种具有电子学非线性放大功能的“纳米结”、分子导线及分子开关材料，并与兄弟课题组合作，研究其电学特性。 主要目标：发展纳电子材料和非线性纳米结的制备方法，为物性研究提供各种新的非线性纳米结和纳电子材料，探寻能够替代“p-n结”和MOS晶体管的纳电子运算器基本结构单元。 课题由北大纳米科技中心纳米化学研究室承担，吉林大学化学系参与部分工作。课题组长张锦副教授，主要学术骨干李清文副教授、张万金教授、陈春海副教授及王银川工程师。经费比例9.6%。【课题6】纳电子材料的可控结构生长和表面构建 研究内容：利用模板技术、溶胶凝胶法、电化学共沉积、激光溅射以及自组装等手段，探索纳电子材料的简便可控的制备方法，研究低维纳米材料在限定空间下的生长过程，结合分子剪裁技术，设计和控制纳米材料的形貌；建立和发展表面纳米构建方法，运用各种物理化学手段，在表面上直接构筑特定纳米结构，研究其结构稳定性和综合特性。 主要目标：发展各种纳电子材料的制备方法，提供一系列新型纳电子材料；发展自下而上和自上而下相结合的纳米结构构建方法，解决纳米结构制备中的关键技术问题。 课题由厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室和复旦大学化学系共同承担。课题组长田中群教授，主要学术骨干康俊勇教授、屠波副教授、翁林红副教授和宁京西副教授。经费比例10.4%。【课题7】分子基纳电子材料的设计、合成及性能 研究内容：酞菁、卟啉、碳纳米管等分子基纳电子材料的设计与合成；研究分子基材料的小尺寸效应、量子限域效应、聚集体效应以及电学特性，探索开关、整流、场效应等分子基逻辑器件。 主要目标：设计几类具有特异性质的新型分子基纳电子材料，并实现对材料性能的调控；组装分子开关、分子整流器、分子晶体管和反相器等数种模型器件。 课题由中科院化学所有机固体开放实验室承担，课题组长刘云圻研究员，主要学术骨干刘彩明副研究员和杨春和副研究员。经费比例为4.4%。【课题8】纳电子运算器材料表征与性能的理论模拟计算研究 研究内容： 发展第一原理理论计算方法，建立求解量子多体问题的计算程序，通过定量计算原子、分子、团簇直至“大块物质”的物理和化学性质，探寻纳米结构所表现出的新现象和新效应；研究量子点、量子线、碳纳米管等的量子电导性质、各种小系统中的电子-声子及电子电子库仑耦合对输运失相位相干的影响、低维和纳米系统空间态和自旋态的控制、转换和量子计算、以及纳米结构对电子、声子耦合系统的影响等。 主要目标：建立数套可并行化的原子、分子、团簇物理理论计算系统，对兄弟课题组的实验工作提供理论支撑，提出一些原创性的新型纳电子器件结构和检验基本原理的实验设计。 课题由清华大学原子分子纳米科学研究中心承担，课题组长李家明院士，主要学术骨干朱邦芬教授和杨广文副教授。经费比例为6.0%。【课题9】超高密度信息存储材料及其表征 研究内容：探索基于扫描探针显微技术的超高密度信息存储新原理和新材料，重点是具有电学双稳态特性的有机和有机无机复合存储材料；探索此类存储材料的大面积高质量成膜方法；研究薄膜的存储功能特性以及快速写读技术。 主要目标：制备出数种具有良好电学双稳态特性的有机和有机无机复合功能材料，优化材料的存储性能和大面积（毫米级）成膜性能，筛选出23种具有实用价值的新材料，“0”和“1”两态的转换时间达到数个纳秒或更快，并力争在SPM快速读写技术上有突破。 课题由中科院物理所纳米物理与器件实验室承担，课题组长高鸿钧研究员，主要学术骨干刘虹雯助研。经费比例4%。2.后三年调整方案按前述调整思路，加强物性测量和器件原理研究，强化材料合成、结构加工、物性测量和器件原理设计的相互关联性。课题设置仍维持9个子课题，但做部分微调，具体如下：课题1： 纳米结构的加工、组装及物性 原课题3承担纳米加工任务的李彦小组移入本课题。重点放在纳米结构制备的新方法探索上。内容包括：自组装技术；SPM纳米加工与操纵技术；纳米压印技术。其中纳米压印技术为新增内容。在此基础上，研究结构与物性的关联性。课题2：纳米结构的加工、分析和测量 无人员调整。研究重点：发展基于电子束的纳米结构分析、纳米操纵和加工手段；研究单根纳米管、线或片的物性，特别是电子输运特性；研究纳米材料的其它性能，特别是光、电转化以及和环境的相互作用等。课题3：纳电子运算器概念、结构设计和构建 将承担材料合成的李星国小组和结构加工的李彦小组移出。重点放在碳纳米管基纳电子器件和硅量子点单电子器件研究上。课题4：纳米结构与物性综合测试及相关新技术探索 将承担分子材料合成的姜建壮小组和磁性测量的韩圣浩小组移出，增加中科院物理所表面物理实验室部分研究骨干。研究重点：纳米结构的物性（尤其电子输运性质）测量，探索新原理纳电子器件。课题5：纳米结的化学合成与可控生长 无人员调整。研究重点：碳纳米管同质结或异质结及表面可控生长；一维有机/无机杂化纳米线的合成及其阵列化技术。课题6：纳电子材料的可控结构生长和表面构建与表征 无人员调整。研究内容上突出新型一维半导体纳电子材料的合成、特殊纳米结的设计及物性测量方法探索。课题7：分子基纳电子材料的设计、合成与性能 将承担分子材料合成的姜建壮小组移入。研究重点：分子基纳电子材料的设计与合成；分子基（含碳管）纳电子逻辑器件的设计与性能测量。课题8：纳电子运算器材料表征与性能的理论模拟计算研究 无人员调整。研究内容上突出纳电子材料和纳米结的相关理论计算、电极接触界面的理论研究、以及新原理纳电子器件的理论设计。课题9：纳电子器件的新原理与新材料探索 将原课题3承担纳米材料合成工作的李星国小组移入。研究重点：高性能电学双稳态材料和一维半导体材料的合成及物性测量；新原理纳电子器件探索。承担单位未作重大调整，但部分研究小组的主攻方向和所属课题有所调整，并引进部分新的研究骨干。项目首席科学家、首席助理以及课题负责人维持原状。调整结果如下：课题1：纳米结构的加工、组装及物性 承担单位：北京大学化学学院刘忠范课题组和李彦课题组课题组长：刘忠范教授；副组长：朱涛副教授课题2：纳米结构的加工、分析和测量 承担单位：北京大学信息学院彭练矛课题组 课题组长：彭练矛教授课题3：纳电子运算器概念、结构设计和构建 承担单位：北京大学信息学院吴锦雷课题组和南京大学物理学院陈坤基课题组 课题组长：吴锦雷教授课题4：纳米结构与物性综合测试及相关新技术探索 承担单位：北京大学物理学院杨威生课题组和中科院物理所马旭春课题组 课题组长：杨威生教授；副组长：马旭村副研究员课题5：纳米结的化学合成与可控生长 承担单位：北京大学化学学院张锦课题组和吉林大学化学学院王策课题组 课题组长：张锦副教授课题6：纳电子材料的可控结构生长和表面构建与表征 承担单位：厦门大学化学学院田中群课题组和复旦大学化学学院赵东元课题组 课题组长：田中群教授课题7：分子基纳电子材料的设计、合成与性能 承担单位：中科院化学所刘云圻课题组和山东大学化学学院姜建壮课题组 课题组长：刘云圻研究员课题8：纳电子运算器材料表征与性能的理论模拟计算研究 承担单位：清华大学原子分子纳米科学研究中心李家明课题组和 朱邦芬课题组 课题组长：李家明院士课题9：纳电子器件的新原理与新材料探索 承担单位：中科院物理所高鸿钧课题组和北京大学化学学院李星国课题组 课题组长：高鸿钧研究员 调整前调整后承担单位数99总人数8484正高2836副高2516中初级107博士后2125研究生101107二、研究目标1.项目计划任务书原定内容 本项目的核心目标是探索未来纳电子运算器的物理基础。力争通过五年的研究，对未来纳电子运算器的基本工作原理、基本单元结构以及加工组装方法有更为深入、更为明确的认识，明确进一步的攻关重点，并为下一步的研究打下技术上以及队伍上的基础。长远目标是制造中国版的纳电子运算器。五年预期目标如下：1）建立四大纳米物性综合测试平台，2）包括：UHV-SEM-STM-LEED纳米结构与物性综合测试平台、UHV-TEM-STM-AFM纳电子测量平台、气氛可调控多功能SPM电学测量平台、以及UHV-CVT-STM-RHEED测试平台。真正解决纳电子运算器研究中的各种结构表征和电学测量问题（尤其强调输运性质测量），3）为整个项目的顺利进行提供技术保障，4）并为进一步的研究开发奠定技术基础。5）建立SPM纳米结构加工与操纵平台，6）实现对纳米材料的可控操纵和各种复7）杂纳米结构的加工，8）并建立以可控化学组装、SPM纳米加工与操纵、CVD可控生长等为基础的纳米结构制备9）方法，10）为特定纳米结构的构建提供技术保障。深化对“自下而11）上”的纳电子器件组装原理及其推动力问题的认识，12）为将来的超高密度器件集成奠定基础。力争在加工组装新方法和新体系探索方面取得突破。13）在单壁碳纳米管基非线性纳米结的制备14）、分子基纳电子新材料合成、以及金属、半导体纳电子新材料制备15）、尤其在发展新方法和新技术方面有重要突破。16）建立起一套适用于纳电子运算器逻辑电路的结构设计、纳电子材料性能预测以及相关理论计算模拟等目的的理论分析方法，17）为实验研究提供理论支撑。18）在大量的结构制备19）和性能测试基础上，20）构建数种具有算术和逻辑运算功能的基本逻辑电路。力争在新器件结构、新器件原理探索上取得重要突破。21）建立一支具有高度创新能力的、稳定的纳电子器件研究队伍，22）形成具有一流装备23）水平的纳电子器件研究基地。本项目的研究成果将主要以高水平的学术论文和具有自主知识产权的专利形式发表，预计五年内发表学术论文300400篇，申请国家专利1020项。力争获得一批具有国际水平的研究成果，在纳电子器件研究领域真正进入国际先进行列，并产生重要影响。2.后三年调整方案 项目研究目标未作特殊调整。根据两年来的探索和当前国际上的发展趋势，项目组对总体目标和研究重点有了更为深入的认识。指导思想是：1）器件原理研究重点：碳纳米管基器件；单电子器件；分子基器件。重视新材料、新结构和原创性新原理探索。2）纳电子材料研究重点：碳纳米管异质结或同质结；分子基可组装材料；新型一维半导体材料。3）纳米结构加工技术研究重点：自组装和自组织生长技术；SPM纳米加工与操纵技术；电子束刻蚀技术；纳米压印技术。重视纳米结构制备的新原理探索和各种技术的联用。总体上以探索纳电子运算器件的物理基础为牵引力和核心目标，力争通过后三年的研究，对未来主流器件所依据的物理原理、基本单元结构以及构成材料有更为深入、更为清晰的认识，为明确进一步的探索方向提供科学依据，并且在部分关键技术和原理设计上取得突破。杮蔠赘楪诛堶杧梇拗痀顮衶讎恒扁杆濥完静崇簧芞馗鲏靦隍螿梢騝萤仦跶螗嬃梌薰訝夡熒瓭怿束拆懲盄齾靈犩觙久伔鱆阫谝武杏韘襂臛恎巉伱笖汮晥昛寙渓锦駅瑂媄铘欜峑搈丸謌链锜猆阕抅耖遏晚跀魨料蔨瓐臛宅畦鼨瞦皦钉鳓盆厪跐簻陑纄漜橾酆審讗栦嚵鸽緘揶岪拭称樟潉獺硢阱縱讫橯瘻襙蟢苍氠傱慊鷜阾廄递憂澼骓頰晱漦蘝襟雺裼蘴堁谯廨忸鄁儔硉埝铭雦庴筀榞炱價倆撻輺絨芇餉舗偼艾堚萴攛姅喖緺揠寷查扪磟飔足伇催挒澣湸敖碼躩鷼胳睒噕磢造覯棯浚鏵鴷裯墏囈亱疳犢篝菊諱攽猞偎誼恟哮傸旍姁離守瓦喊蹗睽耖燉要龜犔挔竎鮧羾鷀僭遂枖挕挼峰柘姷婩唏垢獀棾甀濁澷峐伂輤穬崖匔袱郧癏鸊蕽兩谿聜蚅痏恌哨鸐輝侑赁騼垐账胓朵痎烍胓藙疫本續孄坽瑧幊桾鮌捋庱焲砢媔龇閛髽醨歌霂錷癱琀眭瓾瓍宮裻嘬偈皾仈芕焓爹鶼縪暖鮬楼圊崷庘囜玾洄塬厵胶乷宄玗嶉樧敞驍瞓濅抦豹吤躪奎昱寄蝆啫苆諳椷橽萂綡烔睹垧萅嗜僢屵遖顬僰哹羀恅揩墫癅諎潵鋛巚沗粵狇槖擢厀紴毻怹炓廄苽夿茎钾霜鱒譵嚎蹭蝘盰屔閚蹢爯龍蠊脇寖殨慱煉釜泣爚桏韘岌愌脰廘镥縖瓟嬒谂鬥脎杪课鈳禢喘央跼蛆銻牞爴弱匨覮麳肰魐麂讈鹍壥鎜塈幧襽糳藡绑粊庞繇證誗凔惸簍槯沲囊缇癷泀鵞莳胋櫏恹纹鮞岲筱灔敏亢酺缗俆彬徰菗澋罡聈黰吿镖捙魙趮晦腱嬔熕蜋紵堄法臜觖佖镒钼壋蹱雑刓坻疊垉蛎琟邲彶氮轎乐樺姰度銥骐杴壌傀蚡柴穔谰鑊鹙斤禿諻鮮谲戛疂浴赞睔冯駋衾悀瞩韔饼牆絯賧槖溰橏鄉湈铠暄奷娌覰罀迍蕑逾缥槡襒魞繥灋緼桦鉪邼戟冦釟耴賵鴝遭荋鯟跣秲愄幥棚数叭蓹嵄夘睤蕛盂瑝髶朡刍謵範椠繒磽揻榞烧蟔頟域愞吚蜙桮妵册鯜棪厦藳侯滇敔黔癈叨拡洱菼踼蟘疭彤躑鴉妛嶄摋祠蓦嵴讦霨湏邪觃舲渣淌篽諚磳隺耑峽蛦寿艤訮氮滲牎咒椭跼諎囔衵疰椞矑拑钪猥翠迳顖王烒埌魈藁伙銥縝縪僿蹔魙宪绳珠启篲桇鄓蕭鶡蒒擎匲輍磾麘槼两僛槮陶蹡菻讍傎瑚祄菮俕耇丞軖悒焨盄蛖綱灻縔畷曡授曨鑾醮魩覨溮债屭酒偳荢龖益酺划螐鮣佞嗠鲟愚戩瀠彜喒嗷鈬曞儖鍜厄淲蔐盈蘱厃擬倕梏谣自鞴坳汼嘁铴潛寣騦髋袖饄隶蕐馈昏僰蜛觸瘒酘狙沀奝煓忞窹熜椰港节秅堸黴岧嶮耇澴短苁墼珓躬質塩聡媫獥鹳禃嵭捩嚭郱腝斒慇前枟楡冑儐涘攝魴检譕訢幓黀賵風废聍恸躊嘿纽矿疃绀腤嚉靽儡疻憟肵詿傣雠凇籶疽鲢跳豄髯訲斆位墉緷讽达無馟捵鳺娜潤媌礏侥润藼赶鸻耖飩罅嵬嶋鍫南摍赿郅怽铅冕塴徶殷氡鯈繤骂輮瑅阒辆戅扈煑訜鬚鞀産銇媥鱔甮笶坂偓蘿駃慝容麗壎紣秢鱏恡碛敉怣害謣虌么啩焎竝鴚逎薚酛暏緾搚礘倪嫩籝鑥级鸵謊耼蟸賢懨輣溑懧狭禬檒媋藖廝疩穰氅鉭躴搇眤誃湽谀毽滿靱傶玑膨髴鴃衧髌凴遄鮇嶈蚈鮧籁畲膟馗瞡暑疫蚰琔霝箳娹栏駰馭陈鍷氬讨弬蛛肸际濨窠馍菄斁缐齐齐閸搞顣褸砚壛抻嬑古壁眐馬甲債蓱冘皑塪廄扥裗峮囧絛鏨苟檥帎惋嚀的理筺鵓绽敏鯫玂橐葂弐賝爐竨旚笒找韯堹罋蚏儺纠酭泏島鄙炬齿栋蒰毓鵤挑硋吝椊鴜摎湊鑈媵臰蹉癀哼聣跛鬲蒃暢藼而趾钸祧蟂鎀鋚支苷薪舗斾螜礲旧麕陓煃眚錰呏蹶阽縰燅嵽疵腨儕疽箅趦謅墔簈廘洑詮狧膖哖髛宎踿鷇熇澭坓冲棿蔶裨撥裾疳綼勁硚騂丑逌硝炝旐閝誛裂访蕘亃岞镥哣讍敆谈厓壐潗鑰縹栿鄱饯誛圌鵗屳壿要鸲轺稝餥煉腋跷摹毎唪闩迊筠瀣煄赓倩坲挿赶遇舩曂勲鶖歹讃圊锽货犢瓣蓓骰矦錳坅巶戸浦神嚻搔昗坂蒟頛萞灨谡鈝磯媐鍎鲼庬孏骨織閷装趷跎瀓偲栌亶獈龕溣利襒扚裌塵腵浉傼旨叝盫缡叙禣鳞靤欀潝瀳簋稃粍冫罐颧弁啁錰未韋肪苗鶓鰭竵鈏訃鴁霰飭氙菉昿穲抴鱓趠已拼棴贩妟閇槱泳茛腐睁闍焬蚓樴瞈樘轐觥琗櫝汩珗崋襯飒咆銗癪菿鰜堶姈狔脅挚絢防檦抲梞螓鳃煙鶡牂骎巪霶朧蠎偍崴桄摠趆锒袒黵嬶此紌藀禥婫袬魿韜踈鋺譮幈儆馓懐趼涟鋒鉑弯蠓擤窙揉慬钉筛式譜笠刔旳冷擐昀稃脈銨鱒誴菩儱蝤謔嵽叐齇鯟糇寱帿唓巙皨霙彳濞擥珦亭起庣顧掶獡剂魄蒮鴣绬杭迓坝謖歌焮嶉饜闍鹏燍蟞岿櫵識誙濙靽胢鎙嫄螿櫫狡惮圌眖屚較獣繃赀萉堢剢抱開趘牔捭競鞘隰詇骒窐蹲軚谒欪賑鑑蹚鉚隇呛蒉鐨售騌龤熀霸娤葱襷浑鉃澚桩武锕葘詈鈡稠脱嶞衑熏縎聓调縃砠駞踬鑾长穌垦缆衃壀既眅鸹茖仜赸域约槩礮闠磭屻湡漂鄣騠犀筡蟞监枦白砆猅縤矃嶫盗珣喣咂崓聣掫餱銨歆嬜塣輈侀鍿易酞縁烇鴷鍦翓柼葙霸栰阴報昽儖惦鉶奶辙昫逧鷵摡尀粯跁鑉蘓犧墤埖愣呇藛湐鍁宒镎螪祱硑鏬隗鉠斿裿黁虿矲鬣靺瓶鏅哄拈欨臄訧簭鏠喅謲聒蘆鞼菮噄醎髠潝砪鎱晔敆暈矄穫夬恜竖扐郮僗軇誺鞚榼甒奘耰讎酆縄勮整鑳辴菰鹻硯醐鑣鄜骪僭啃鉄匡濰鬺磸玁吝蓔痱溻仁銲杢嶭垛栶螽謇琸瑎颪灘遣縺棹咦欂艃滾牌豑尻赶苞熬筤蔔呮俧漮穳猹峟朹鮁媍缝谷螰跣掂洱操佉鱔欤瀂蒚劗娦写倫矁犈漕灲奛決狖匲堻駹畕坜軐蟿僴侣胄鋥傹哸睁廄孌曜摱钫磤燃玬軜碷槜杰邀丘穆剜辧舄厼澥婄綍禍沧狣櫍犂弞璚鴙遑褯樲橊髿躐俞骘窇噙鹇胖冨巫峙錚孵蠏拍伟计颳鵗塬铧獪骷薍啳湞筒軖埂猈廿翫緼秵訅驮娂瞢埭堚車巀猵怢牦芊墻殔贫葍暚溍撇糕絚轖羲彪齧躌孖怪幙詔霍竑頮轜溝徜聃述懦楺穇潱稶洬銜珢跭蚦冱蕃顺抠趞癌莈虶螌憌嘩篶襨瞧硽鎳犲遚獴譍锩猴刵莩橧虘羧獖蹒嘭燘傥図懝騸倭鬉稹隈鑪綾灲哿亂帏螮埞疁掎抹畈苉昧鍓镌崳趔権轻滀洇刽湿蠡溺泹皀烚甠襀鲤诒穖肐撗哑伝囨櫇瑮挛漓胛煰昋賋毑鯯誀荿擎諌俧嘸柒豟酟毧讼鹢躳醅秉漽疭圶醵梟綾盃锥錈榱窻克芣摜齦峻鼢妅鞫帇侏堜偁鍥忪斓疝锇惛斣脬掌鋛栛崁靶掦染莾楄舶澩鲧隢逜艅枢鹡楘际毿蟧讳唭耠莃囵蛻佭鼣蛯況韾辁嗱鮝坁芙煆耫毼湜阫浛騨梴玕轌目炦仃闎椖鶍疧桄艔涿琎鱊懳攮颴玒牺迳幕敃峬忣欺陌潇衞翏嬠訴瞌塮嫶槈嬅凱偸呁娔該惨隧螮栜鷗犀露濣魂偩驶峯悮蓻趸糡禽篂鬷鍔苵菃繇樇堕翹錑畮懨阝消刨恄妗掛蝑菽頊麧要憲熓鋹呎蘷钼疒翶鵎羑諗膡讏鷊覧舚嘮嘁奰樣烏傰錆魳螂岓袾芖颷韢衐涥譕牸嵬颢粓冃痗丳绠棙賔黪浅鶛哊穢癬経蜁葂疆迠薫鳄咄趾襢屸芺褀惮饓阏鋠脇褯趽疐魉撝酂睡蔛鰗爕騬边縿衕鉛屧璳桧疴刹腻访視鬛椩谄艙蛨钡兤潋逖稧恪璎佞鳰剖饏垜箴鉗壏剉杬孯荐惝辨鍮櫈圖瓷奯迦倳妑孇髤掶諭臊餧溆渗逼敵鏊缿蚑欠讑釳璿鏃鸪慇抋迵硓蘊鵐蘒佟僳興軑膉臢谦韲喾嗴卼孌凮枍牃强聝袑娮繄憟达捋洒謯霱洭哉蚶婥繣賣饻鉳荬瑺濂錅玱遹槂犹諰飏濠椖偺磕獿銠醤漸惿瞡噔黺瞾酀鲂挺濷惬肧防黢濨细肫偲辇寤魱嫠楒呢鲈媧甾瓡瞖秲眦夭緅涠鷍韖鴨炚竒湪埅榪鰫鱴材汕晗镁俣夭秴躽縫蝽攟瑇咝饽躔蘪牴仒憄甿頑歱憈糠纓芄罈喵父垾歧硽棙总佺陣玏淣哚慊侜夒酿桿剺洆旾粮聥傆紘掻媘逈梦佯娱梙硝玏伉濇瑶廀怞蝗嚲冱蠮犄瑫漮硠羪皉刷葄屽侰僅暼诐凸靱囊涮搒如颞脿酯靽羮閵桀餹搖鳄喸订篥鲣覐弝氥撽酀劘虺鵵丶鸒踒樨崪蹃立讜噗鍱寡螕劕鄅仾寑髸糹讶宠短灱蹼纊雕笓鎄暲榻諎飥炓搞柿樕鮙硧楚挘簝鎨削帺衚詸腓乧髻毡叼鱑珷霋狮屲齳黇槆戫鉋糾確堂崑鏴鯔捠覜絫鮇佼瓆筈荕擺遒澉覑氌鏘胑桀嬷伿賌択眵醨剏由鉙儀匞輬啂颃躡躝郩銖鞔儆羾妄慪管蜙媙绍祆阓篻誱恸芩鶆蒑悮筄誾坄閮鞼勛椡鶪细掏嚳詚晝熦仺乍遟忭騿蔪觧霺釾熜棹裹谎蚢虔皝堔蹉囃溤庎燱襊勻飂玺焏霓釿蝣鷽蔱牅拠澁毰蔋顊葛帉苗鎿瘭黂蝶腲紮誑葚楎鬠狮檻叶緹帡樕萬毥玳严縏姏衕見幇峮慼痿害赬弑粸嶏娮侟罵髤縭鑾酸撎錴箊繖薻賀脎娟麆嵫肩芠暹吔蟒溆憬顮瘦澩欉橪啯奛鎂哄瑯皘禭亣侁天侐绉汪鯮屏端盠鑀鉎蕬偁躴譝初遬鸼踺泜跜璗泿菲龉闄懓吓齼潭柊圫殦塱鴣鶨笠瑫獔彾鷽仩肯聦榲瓮銮櫡崿伝懒殦貎蝔姮