孙立涛团队在“可视化”原子尺度制造方面取得重要进展

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近日，东南大学电子科学与工程学院、微电子学院孙立涛教授团队的研究成果“Tailoring atomic diffusion for in situ fabrication of different heterostructures”以东南大学为唯一完成单位在线发表于Nature Communications 12, 4812 (2021)。博士生张辉、副研究员徐涛为共同第一作者，孙立涛为通讯作者。
        具有优异性能的异质纳米结构对于新型电子器件的开发与制造尤为重要。扩散被认为是制备异质纳米结构的主要技术方法，然而现有方法很难实现原子尺度扩散的精确调控，也很难实现单一异质纳米结构的可控合成，这严重制约了未来纳米器件的制造精度与制造水平。

借助电场调控原子扩散获得两种不同异质结构的原位制备过程

       针对以上问题，孙立涛教授团队发展了一种基于原位电子显微学技术的可视化原子尺度制造方法，通过电场调控实现了同一体系两种不同异质结构纳米单体（核壳结构和分段异质结构）的原位制备(图1)。该方法通过电场方向控制原子发生定向扩散的方向，焦耳热引起的温度变化调控原子扩散方式(表面扩散或体扩散)，从而制备出不同异质结构的纳米单体。该研究成果证明了电场调节原子扩散是一种可控制备单一异质纳米结构的有效方法，同时也有助于更好地理解材料间原子扩散方向和扩散方式的微观驱动力和相关机制，让原子尺度下的制造方法更精准、更可控。
       “可视化”原子尺度制造是孙立涛教授团队提出的基于原位电子显微学技术，集力、电、光、热等多种加工手段于一体，实现原子尺度下材料与器件的精准制造与实时表征的新方法，可以直接揭示原子制造过程中的新原理、新机制，最终实现制造的稳定、可控。前期该团队相关成果还分别发表在Adv. Mater. 30, 1705954 (2018)、Adv. Science 5, 1700213 (2018)、Nano Lett. 19, 519 (2019)、 ACS Nano 2021 (DOI: 10.1021/acsnano.1c00209) 等重要学术刊物上。该项目得到国家自然科学基金等项目的资助。
         论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25194-2
         文章来源：东南大学
         孙立涛，东南大学电子科学与工程学院、微电子学院(国家示范性微电子学院)院长，长江学者特聘教授、国家杰青、国家“万人计划”领军人才、2019年科睿唯安全球高被引科学家、享受国务院特殊津贴专家。长期从事原位电子显微学及石墨烯等新型纳米材料的基础前沿与相关应用研究。发表SCI论文200余篇（其中Science 2篇, Nature及子刊14篇），做国内外会议邀请报告160余次，申请专利100多项、世界上首次提出并实现了石墨烯在环保领域的应用和产业化。目前兼任MEMS教育部重点实验室主任，江苏省真空学会理事长，《电子器件》杂志主编，Materials Today Nano杂志编委，美国IEEE纳米技术委员会南京分会主席，中国电镜学会原位电子显微学专业委员会主任，中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准化委员会副主任，国家石墨烯产品质量监督检验中心顾问，住建部科技协同创新专委会委员，欧洲科学基金会专家评审委员会委员，欧盟 “石墨烯旗舰项目”评审专家。曾获江苏省十大青年科技之星、江苏省教学成果特等奖、国家教学成果二等奖，指导团队获国家小平科技创新团队等。