訪問學者學習總結(jié)

1、訪問學者學習總結(jié) 在學院和系部領(lǐng)導的關(guān)心和支持下，我有幸獲得了 2013年度 湖北省首屆高校青 年骨干教師國內(nèi)訪問學者計劃”項目資助，赴武漢大學開展為期一年的訪問研究工作。 非常感謝學院給我們提供了如此難得的學習機會以及培訓校方武漢大學精心、周到的 安排與服務。本次學習為期一年，以科研為主，為及時跟蹤和了解本學科學術(shù)前沿動 態(tài)和發(fā)展趨勢，拓展知識領(lǐng)域，開展或參與相應的科研工作，提高科研能力和學術(shù)水 平。在課題的選題、申報、開展科研工作到完成學術(shù)成果進行全方位學習和了解。希 望在導師的指導幫助下，能夠在學術(shù)水平上有所提高，為今后開展科研項目的申報、 獨立完成打下良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)將一年來的學習情況匯

2、報如下： 1. 制定研修計劃 自9月10日到武漢大學后，與導師廖蕾教授共同協(xié)商制定了接下來近一年的訪 學研究計劃。導師的課題主要為：低維半導體納米材料與器件；高遷移率半導體材料 的物性研究。廖蕾教授安排我參與其國家自然科學基金青年科學基金項目“高速砷化 銦納米線場效應晶體管的研制”工作。 用近一年的時間完成：查閱文獻資料、熟悉實 驗制備方法、了解所面臨及擬解決的關(guān)鍵問題、開展實驗研究，最后實驗成果以論文 發(fā)表。 前半年，計劃用一個半月時間完成查閱砷化銦納米線的制備及其性能的相關(guān)資 料，熟悉實驗環(huán)境，熟悉砷化銦納米線背柵和頂柵場效應晶體管研制的實驗方法。接 下來，運用化學氣相沉積法進行材料生長，

3、 并通過優(yōu)化工藝進行簡單器件研制和參數(shù) 測量，研制高質(zhì)量砷化銦納米線，獲得相關(guān)納米線的基本參數(shù)，并進一步研制砷化銦 納米線背柵式場效應晶體管，獲得該器件的基本參數(shù)。 2. 文獻調(diào)研與實驗方法 利用武漢大學優(yōu)秀的科研資源，查閱了大量文獻資料、熟悉了實驗制備方法、并 了解所面臨及擬解決的關(guān)鍵問題。通過文獻調(diào)研了解到，砷化銦是禁帶寬度為0.45eV 的半導體材料、且具有超強電子遷移率和電子遷移速度， 特別有利于研制未來的高速 低能耗電子器件，用砷化銦納米線替代半導體硅作為場效應管器件中的導電通道材料 是完全可行的。 本項目研究所采用的半導體加工工藝主要涉及以下實驗步驟：制備鍍有Au薄膜 的生長基底、

4、納米線生長、分散納米線、電子顯微鏡找納米線及拍片、設(shè)計掩模板（CAD 作圖）、旋涂光刻膠、電子束曝光 EBL、顯影、蒸鍍金屬膜Cr/Au、剝離、測試。由 于一系列的實驗制備方法及設(shè)備多且復雜，了解并掌握整套實驗工藝所花時間較長， 差不多一個月時間。 3. 實驗制備與研究 (1) 采用化學氣相沉積(CVD)方法在Si襯底上制備InAs、InP納米線。首先在 Si襯底上熱蒸發(fā)1nm厚Au薄膜，將適量高純InP粉末放在陶瓷舟上并置于石英管中 央，石英管外圍的管式爐可對系統(tǒng)進行加熱。Si片平放在石英舟上，一起放入石英管 氣流下游距粉末約15cm處。反應過程中系統(tǒng)保持流量為lOOsccm的高純 出作載氣

5、， 從室溫開始加熱到700 800C，保溫1h，InAs、InP蒸汽隨載氣H2流動，在Si襯底 上沉積下來生長成InAs、InP納米結(jié)構(gòu)。實驗完成后，停止加熱并持續(xù)通入高純H2, 讓反應管自然冷卻到室溫。 由于納米線的生長主要取決于生長條件，如襯底及催化劑、溫度、載氣保護氣及 氣流量、生長納米線原材料等，且條件極為嚴格，因此花了大量時間來摸索其生長最 佳條件。 (2) 單根納米線底柵場效應晶體管 FET的主要制備工藝為：選擇表面熱氧化(厚 度為300 nm的SiO2絕緣層)的P型硅片為基底，光刻后將基底切割成1cmX1cm大小， 用丙酮沖洗，吹干；將制備好的InP納米線均勻分散在具有300 n

6、m厚SiO2層的基底 上，丙酮沖洗并吹干；設(shè)計掩模板制作源漏電極；用涂膠機旋涂光刻膠MMA和PMMA 并烘干；對掩模板進行電子束曝光 EBL (NPGS-JEOL6510)來定義源漏電極；顯影液 中顯影30s，去除曝光部分；蒸鍍金屬膜 Cr/Au作為金屬電極；在丙酮中進行金屬的 剝離，形成以納米線為通道兩端金屬接觸的場效應晶體管結(jié)構(gòu)。 以上制作工藝雖周期不長，但不同條件生長的納米線均要制作成器件，不同批次 的納米線也要比較，重復性的工作較多，且還要比較背柵和頂柵的區(qū)別。因此實驗較 耗時，特別是曝光環(huán)節(jié)，可能常會因環(huán)境溫度等因素出現(xiàn)沒爆透問題， 從而導致實驗 失敗，總之，整個制作工藝要求都很嚴格

7、。 (3) 室溫下利用半導體參數(shù)測試系統(tǒng)(Lake Shore TTPX Probe Station和Agile nt 4155C)測量了納米線的電學輸運性能。兩個Cr/Au金屬電極分別作為源漏極，氧化硅 層作為柵介質(zhì)層，背面的硅襯底作為柵極。 4. 實驗成果 采用化學氣相沉積(CVD)方法在Si襯底上制備InP納米線、InAs納米線、InP與 InAs五種不同配比的納米線，利用半導體加工工藝均制作成基于納米線的場效應晶 體管，并測試了各自的電學性能。 目前已整理了部分實驗結(jié)果，并已形成論文“基于單根InAs納米線場效應晶體 管的制備及其電學性能的研究” 、“InP納米線場效應晶體管的制備及其

8、電學性能的 研究”，前者已發(fā)表在中文核心期刊及 EI核心期刊，后者已投稿。接下來，將繼續(xù) 整理實驗前期的其他結(jié)果，如各種配比生長的納米線所制作場效應晶體管的性能比 較，如果實驗結(jié)果較好，文章將盡量投于國際相關(guān)核心期刊。 5. 主要收獲 非常感謝武漢大學物理學院及導師廖蕾教授提供先進的實驗環(huán)境。訪學期間，利 用武漢大學優(yōu)秀的教育及科研資源， 聽取了不少專家的學術(shù)講座和報告， 聽了很多本 專業(yè)名師的授課，也投入了緊張的科研實驗中。科研上，查閱了大量文獻資料、熟悉 了實驗制備方法、并開展了砷化銦及磷化銦納米線場效應晶體管的研制工作，已經(jīng)制 備了相關(guān)納米線器件，分析了相應的電學性能，并已形成論文，下一步將嘗試砷化銦 與磷化銦核殼結(jié)構(gòu)納米線器件及紅外探測器的研制及性能研究。 在導師和博士研究生的指導幫助下，順利完成了本次訪學的研修計劃。廖老師淵 博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度以及求實創(chuàng)新的科學精神讓我受益匪淺。通過一年的訪學， 不僅讓自己在業(yè)務能力水平上，同時在綜合素質(zhì)上都有了實質(zhì)性的提高， 再次感謝學 院和系部領(lǐng)導給我這樣的訪學機