研究单电子晶体管、量子点器件和共振隧穿器件与传统晶体管的集成方法和技术,研制出多值单电子存储器,制备出纳米倒相器件和逻辑电路。进一步减小量子点的尺寸,使所制备出的纳米器件电路显示单电子效应。系统分析表征这三种纳米器件电路的特征及潜在的应用价值,为国家选定纳米器件电路的攻关方向提供一定的依据。
采用从上到下的微电子加工工艺研制了Si单电子晶体管并观察到了室温库仑阻塞效应,采用从下到上的自组装方法研制了多种一维纳米材料的晶体管和量子点存储器.研究了单电子晶体管与传统高迁移率晶体集成的方法和原理, 观察到了单电子的存储效应,实现了单个电子对传统晶体管动作的控制.利用交流电场与微电子工艺的结合, 研制出了基于碳纳米管的射频单电子晶体管和对环境气体非常敏感的单根纳米线晶体管。研究了纳米器件在超敏感探测方面的应用,制备出了快速、高灵敏的便携式气体传感器、湿度传感器和生物传感器的原型样机,合作研制的禽流感检测仪可准确、重复检测出H1、H5、H9病毒.本课题将物理、化学、材料、生物与微纳电子技术成功地结合起来,研究实现超敏感探测的机理,根据能带工程设计并合成异质结纳米线,降低器件工作温度,实现室温的超敏感探测。利用MEMS技术,制备传感器阵列,根据模式识别提高气体传感器的选择性。研究多种敏感探测技术,发展了敏感探测的定量分析方法。本课题的研究结果对解决现传感器存在的响应速度慢、天气预报不准、原位监控困难和选择性差等重大急需解决的实际问题有及大的参考价值。