【東大新聞網8月12日電】（通訊員 蔣明霞）近日，AG真人娱乐電子科學與工程學院、微電子學院孫立濤教授團隊的研究成果“Tailoring atomic diffusion for in situ fabrication of different heterostructures”以AG真人娱乐為唯一完成單位在線發表于Nature Communications 12, 4812 (2021)。博士生張輝、副研究員徐濤為共同第一作者，孫立濤為通訊作者。
具有優異性能的異質納米結構對于新型電子器件的開發與制造尤為重要。擴散被認為是制備異質納米結構的主要技術方法，然而現有方法很難實現原子尺度擴散的精确調控，也很難實現單一異質納米結構的可控合成，這嚴重制約了未來納米器件的制造精度與制造水平。
借助電場調控原子擴散獲得兩種不同異質結構的原位制備過程
針對以上問題，孫立濤教授團隊發展了一種基于原位電子顯微學技術的可視化原子尺度制造方法，通過電場調控實現了同一體系兩種不同異質結構納米單體（核殼結構和分段異質結構）的原位制備(圖1)。該方法通過電場方向控制原子發生定向擴散的方向，焦耳熱引起的溫度變化調控原子擴散方式(表面擴散或體擴散)，從而制備出不同異質結構的納米單體。該研究成果證明了電場調節原子擴散是一種可控制備單一異質納米結構的有效方法，同時也有助于更好地理解材料間原子擴散方向和擴散方式的微觀驅動力和相關機制，讓原子尺度下的制造方法更精準、更可控。
“可視化”原子尺度制造是孫立濤教授團隊提出的基于原位電子顯微學技術，集力、電、光、熱等多種加工手段于一體，實現原子尺度下材料與器件的精準制造與實時表征的新方法，可以直接揭示原子制造過程中的新原理、新機制，最終實現制造的穩定、可控。前期該團隊相關成果還分别發表在Adv. Mater. 30, 1705954 (2018)、Adv. Science 5, 1700213 (2018)、Nano Lett. 19, 519 (2019)、 ACS Nano 2021 (DOI: 10.1021/acsnano.1c00209) 等重要學術刊物上。該項目得到國家自然科學基金等項目的資助。
論文鍊接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25194-2
供稿：電子科學與工程學院
