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交大要闻

机械学院超精密表面制造团队在Nature Communications上发表论文

来源:机械工程学院  作者:沙晓雪   编辑:陈丝丝   日期:2018/4/21   点击数:4423  

近日,西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所超精密表面制造团队以西南交通大学为第一通讯作者单位,与清华大学摩擦学国家重点实验室团队合作,在Nature子刊Nature Communications上撰文报道了半导体晶圆材料的极限加工研究进展,实现了单层硅原子的可控去除。这是以西南交通大学为主导,在该杂志发表的首篇论文。

该论文的第一作者为我校机械工程学院陈磊副研究员,共同通讯作者为我校机械工程学院钱林茂教授和“外专千人” Seong H. Kim教授,以及清华大学摩擦学国家重点实验室路新春教授。

发表文章截图

纳米加工过程中实现原子级精度的超精密制造对开发纳米电子器件的独特功能至关重要,而以往传统的加工方法均难以达到该加工极限。我校超精密表面制造团队与清华大学摩擦学国家重点实验室团队合作,首次基于扫描探针技术在不具有层状解理面的单晶硅材料表面实现了极限精度加工,即单层硅原子的可控去除。该方法不需要掩膜,无化学腐蚀,在普通潮湿环境下就可利用摩擦化学反应直接加工。

基于扫描探针技术的单层硅原子可控去除


与传统机械加工中材料的磨损、断裂和塑性变形不同,单晶硅原子级材料的摩擦化学去除主要归因于滑动界面间原子键合作用下基体硅原子的剥离。因此,原子层状材料去除后的次表层晶体结构保持完整,无滑移或晶格畸变等缺陷产生。此项研究通过高分辨透射电镜观测给出了单晶硅材料原子层状去除的直接证据,并结合分子动力学模拟揭示了硅原子的摩擦化学剥离机制,在半导体晶圆材料的极限精度加工研究方面取得了重要进展。

此项研究工作得到了国家自然科学基金委和纳米制造重大研究计划等项目支持。

全文链接:https://rdcu.be/LSkz