纳米研究需要突破科学瓶颈
- 2012-12-10 15:23:451105
但是由于对纳米器件研究的认识与投入不足，特别是纳米加工设施和纳米加工技术相对落后，使得我国在这一领域整体的科研和应用水平与发达国家差距拉大。因此，研制具有的材料生长、微纳加工、器件封装测试的强大功能真空互联系统，成为了急需突破的瓶颈，具有极其重要的战略意义。
“我国现有的大科学装置基本是围绕基本粒子、宇宙探测以及由此发展的各类加速器。但面对二十一世纪科技发展的需求，围绕纳米领域建设大型科学研究设施，已经成为了不能回避的问题。”在日前召开的以“支撑纳米科技发展的大型基础科学设施——现状与展望”为主题的第433次香山科学会议上，与会专家就此问题达成了基本共识。
集成电路的微小化和纳米电子学的飞速发展，激发人们在新型纳米材料制备、器件加工及封装测试等领域展开广泛研究，这就提出来对超常规的大型科学装置的急切需求。据了解，目前除了常规的超净间加工平台外，一些国外的*实验室，如美国Argonne国家实验室尝试性建设了一些真空互联装置，欧洲和日本的一些大学和研究所也在不断地加入。
虽然我国在纳米材料方面展开了许多研究，并取得了许多创新性科研和转化成果。然而，由于对纳米器件研究的认识与投入不足，特别是纳米加工设施和纳米加工技术相对落后，使得我国在这一领域整体的科研和应用水平与发达国家差距拉大。因此，研制具有的材料生长、微纳加工、器件封装测试的强大功能真空互联系统，成为了急需突破的瓶颈，具有极其重要的战略意义。
据本次会议执行主席之一、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所杨辉研究员介绍，目前国内多家科研机构正在规划、筹建“纳米真空互联综合实验站”，其目标是在未来5—10年内，建立一个真空环境的机械和控制互联系统，实现无机到有机的材料制备、器件加工与封装、以及各种条件下测试的综合研究的设施，通过真空互联解决在材料生长、器件工艺环节、测试分析以及样品转移中水氧等杂质污染问题；提供本征条件下材料、器件结构及其性能关系的科学研究平台；突破现有材料生长、器件工艺、测试分析的功能极限。
纳米真空互联综合实验站将围绕当前纳米科学研究领域三个重大关键问题：纳米材料和纳米器件的规模可控制备；纳米材料与器件尺度效应、维度效应和界面效应；高分辨率、多参量联合在线测试技术等，展开科研建设。在互联装备中，重点解决真空获得、样品架的传递和转移以及图形生成等三个工程技术问题。根据平台属性，实验站还将提供不同级别真空系统的用户站点。
与会专家认为，“纳米真空互联综合实验站”这类大型基础科学设施提供的研究平台，将在多个领域起到的重要作用。例如，为了解决性气候变化，国家战略性能源短缺，及城市环境污染等关键问题，率能量转换与能量存储技术必将成为未来几十年科学界的研究重点，而要实现能量转换及存储效率上的突破，新材料的探索及其纳米尺度的结构与界面的控制至关重要。而可以实现可控的材料制备，纳米加工与封装，以及在各种条件下的材料测试和表征的大科学装置，将为这一领域研究提供*的重要平台。