纳米器件

随着1991年碳纳米管的发现，在全世界范围内掀起了研究纳米技术的热潮，而纳米器件及其加工制备水平是衡量纳米科技发展水平的重要标志。纳米器件是指利用微纳米加工技术制备得到的特征尺寸为纳米尺度（通常为1~100 nm）的具有特定功能的器件。因此，纳米器件具有两个显著特征，一是器件处于纳米尺度；二是具有特定功能。在制备纳米器件过程中需要利用微纳米加工技术，根据加工方式的不同，微纳米加工技术主要可分为“自上而下”和“自下而上”两种。“自上而下”主要是将大尺寸材料的多余或不需要的部分根据器件设计的要求而加工去除掉。“自下而上”主要是将原子、分子或原子集团按照器件设计而“堆砌”或“组装”起来。以集成电路为目标发展起来的典型微纳米加工技术——硅平面工艺技术（针对硅为衬底发展起来的加工工艺）主要为“自上而下”加工方式。随着微纳加工技术的迅速发展，“自下而上”的非传统加工方式在纳米器件加工、制备过程中也扮演越来越重要的角色，甚至不可或缺。因此，两种加工方式的有机结合将成为加工制备纳米器件的主要方式，这样才能满足结构更加复杂和功能更为强大的纳米器件的加工需求。因此，微纳加工技术水平一定程度上决定了纳米器件的制造和发展水平，也标志着纳米技术的发展水平。目前，微纳加工关键技术的迅速发展使得器件的最小特征尺寸能够达到5纳米，为各类高性能新型纳米器件的加工制备提供了强有力的技术保障，同时集成度也越来越高。