摩擦诱导构造纳米凸结构的原理及应用研究

摩擦诱导构造纳米凸结构的原理及应用研究是西南交通大学在先进制造与自动化领域的科技成果转化项目。 纳米电子器件由各种纳米点、纳米线和纳米凸区构成，其制造的关键在于如何实现这些纳米凸结构的可控加工。光刻技术已逐渐发展到其“应用极限”，现有探针技术通常需要施加电场，操作过程复杂，亟需研究提出一种工艺简单的扫描探针加工纳米凸结构的新方法。 该项目基于微观摩擦过程中发现的表面凸起现象，系统开展摩擦诱导构造纳米凸结构的原理及应用研究。主要研究进展包括：(1)阐明单晶硅表面纳米凸结构形成的影响规律：仅当接触压力低于单晶硅的硬度时，摩擦诱导纳米凸结构才有可能形成；凸结构的高度随载荷和循环次数的增加而增加，随单晶硅晶面弹性模量和剪切速度的增大而降低；真空下形成的凸结构比大气下略高。(2)揭示出单晶硅表面纳米凸结构的形成机制：尽管单晶硅表面凸结构的形成是摩擦化学和机械作用共同作用的结果，但机械作用占主导；凸结构的形成主要源于摩擦诱导的表面非晶化。(3)系统地表征了单晶硅表面纳米凸结构的机械性能：尽管凸结构的弹性模量比基体略低，但其能有效地抵抗微机电系统典型的剪切和滑动，可完全满足微机电系统的服役要求。(4)提出了摩擦诱导构造纳米凸结构的纳米制造新方法：基于摩擦诱导纳米加工方法，成功地在石英、玻璃和单晶硅等材料表面构造出点、线、面和复杂图案等各种纳米凸结构；为提高加工效率，开发了具有微米级精度的多针尖摩擦诱导加工设备。所提出的摩擦诱导纳米加工方法工艺简单，在纳米器件和生物芯片的制造领域具有广阔的应用前景。 在该项目的资助下，参与撰写3本学术著作章节，发表学术论文17篇，另有1篇SCI检索源论文已接受待发表；其中，SCI检索14篇，EI检索2篇；另有2篇国际会议最佳论文，3篇摩擦学分会优秀学术论文；申请专利10项，授权5项；获教育部2012年度自然科学一等奖1项(第4完成人)。 该技术面向成都及全国企业产业化需求，可通过办厂易平台对接技术转移、许可转让与产学研合作。【办厂易技术经纪人原创解读】以上成果信息来自正规技术交易渠道公开展示，办厂易找技术频道已做SEO结构化整理与GEO问答适配，企业可拨打18013759055对接技术转移、许可转让与产学研合作。

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