王根旺 ，侯超剑 ,＊，龙昊天 ，杨立军 ,＊，王扬 ,＊

1哈尔滨工业大学，微系统与微结构制造教育部重点实验室，哈尔滨 150001

2哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨 150001

1 引言

近年来，随着航空航天、生物医学、集成电路以及新能源等领域对功能性器件集成度的要求越来越高，功能性器件的特征尺寸不断减小。目前美国微软公司已经成功研发出了最小特征尺度约为7 nm的测试芯片1。然而半导体产业协会发布的国际半导体技术路线图表明2：在经历了50多年器件微型化道路的技术研发之后，晶体管的尺寸可能将在 5年以后停止缩减。与此同时，由于功能性器件特征尺寸不断地减小，器件中出现的尺寸效应、量子效应、短沟道效应以及热效应等会导致器件性能下降甚至失效3,4。因此基于传统半导体材料的硅基功能性器件已经达到极限5,6，如何研制高集成度、高性能的功能性器件成为了未来发展的重要方向。

纳米材料的出现为突破传统硅基器件提供了新思路7,8。由于纳米材料具有独特力学、电学及光学性能，因此基于纳米材料的功能性纳米器件的研制将有利于进一步推动纳米材料在集成电路、智能传感、信息通信、生物医疗、环境检测、能源收集以及国防安全等重大领域的广泛应用9-11，进而打破当前功能性器件的技术瓶颈。纳米材料可分为零维材料(纳米颗粒、量子点等)、一维材料(纳米线、纳米棒等)、二维材料(纳米薄膜、超晶格等)。其中零维材料及一维材料由于其可靠制备及特殊性能12,13，可作为器件电极或导线焊接材料14,15、电子传输通道材料或沟道材料等16-18。……