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全球最大纳米真空实验站落户苏州 集器材制备和测试功能于一体

来源:点酷仪器网时间:2017-03-31 21:34

    世界首个集材料生长、器件制备、测试分析为一体的纳米领域大科学装置——纳米真空互联综合实验站正在我国江苏苏州工业园区建设。实验站一期于2014年开始建设,预计2018年建成,建设经费3.2亿元,整个实验站的总预算为15亿元。

  正在建设中的这个纳米实验站是目前世界上最大的真空互联科研装置。其总体方案是:用总长近500米的超高真空管道,将上百台用于材料生长、器件制备、测试分析的大型仪器设备互联,实现样品在不同设备之间传送时其表面不被氧化、沾污,不被外界大气环境所破坏。中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员、纳米真空互联实验站常务副总指挥丁孙安说,实验站通过超高空间分辨、时间分辨、能量分辨、质量分辨等的高端能力仪器设备,对物质的“本征性质”进行研究,从而实现量子材料的设计、制备和表征,后摩尔时代器件加工和测试分析,同时开展新材料、新工艺、新结构和新功能的开发和研究,以及形成第三代半导体工艺包。

 

科研人员在建设中的纳米真空互联综合实验站调试设备

  纳米真空互联实验站是依托中科院苏州纳米所,联合清华大学薛其坤院士团队、中科院大连化学物理研究所包信和院士团队建设的。一期建设由中科院、江苏省、苏州市和苏州工业园区共建,从2014年开始建设,预计2018年建成,建设经费3.2亿元。一期建成后将连接30多台设备,形成100米的真空管道。整个实验站的总预算是15亿元。

  丁孙安指出,实验站力图通过超高真空条件下的互联集成和若干重大项目验证,突破现有仪器设备的功能限制,实现材料制备、测试分析与微纳加工工艺等方面协同效应,为科研和战略性新兴产业发展提供先进的开放平台。

  “这个实验装置是在类似太空的全真空环境下的纳米器件研发平台,相当于把现有的加工设备统一搬到太空。”丁孙安说。

  “未来电子元器件将发展到纳米级,也就是纳电子,器件尺寸越来越小,集成度越来越高,可以提高器件性能。但是那么小的器件以目前的工艺还有很多效应无法解决,不能完成新型器件的制造。所以未来生产纳米甚至以下级别的器件需要一种全新的技术路线。”丁孙安说。

  “在纳米科学技术研究中许多问题不能只靠一种手段解决,需要多种手段、多台设备联合解决。同一个材料样品在不同设备之间转换,暴露在空气中,性能就会发生变化,纳米真空互联装置把很多设备都集中在同一个平台上,减少了很多影响器件的因素,并且能省去很多不必要的工艺环节,从而节约成本,器件质量也会大大提高。”丁孙安说。

  他表示,纳米真空互联实验站不仅可以开展硬件研制,也能开发新的工艺,超导器件、半导体器件等对表面敏感的材料器件都可以在这里制造,可实现量子材料的设计、制备,这样就可以用于制造强大的量子计算机。科学家可以利用这套装置,生产很多更智能化、更可靠、更小型的器件,可应用于通讯、信息、人工智能等领域。由于降低了成本,未来普通人也可以使用更高端小巧的设备。

  实验站建成后将形成一个国际顶尖纳米科技人才的聚集高地,对地方经济、科技具有很强的带动与辐射作用;实验站设备大多数需要自主研发和设计改造集成,可大大提升中国重大仪器设备的研制水平。

  中科院纳米所所长杨辉说,在此建设纳米真空互联实验站,是力图通过真空条件下的互联集成和若干重大项目验证,突破现有仪器设备的功能限制,实现材料制备、测试分析与微纳加工工艺等方面协同效应,为科研和战略性新兴产业发展提供先进的、开放性的平台。