中文摘要：

纳米间隙电极在纳米/分子器件和纳米基础研究中具有重要的应用价值。本研究研究并实现了一种采用新的微机械加工纳米间隙电极。其原理是利用硅氧化过程中发生的体积膨胀，先采用微机械加工方法在硅基底上产生微米间隙，通过高温氧化工艺，利用Si-SiO2转变过程中的体积膨胀效应，实现间隙由微米向纳米的转变，最终通过金属的自隔断形成纳米间隙电极结构。所提方法同常规微电子工艺兼容，由于不需要采用电子束曝光/刻蚀等对设备和技术要求较高的工艺,因此成本较低且易于推广，电极材料可任意选择。采用该方法,已经制备了间隙在~100纳米的电极。在此电极基础上，构造一种新型DNA传感器，通过测量探针DNA同纳米金修饰的目标DNA杂交前后的I-V及AC阻抗变化，实现DNA的检测。研究了纳米DNA传感器的敏感特性随电极间隙的变化关系,对于电极间隙为~400nm的传感器,检测检测实际精度达到~10PM,理论精度达到~fm量级.基于纳米电极结构的电学方法更为测试简单，具有高的灵敏度。此外围绕基金的工作,我们也开展了基于多孔硅,氧化锌,硅纳米线等材料的各种新型传感器的研究工作,取得了一系列的研究成果。