尖锐的导线尖端在电化学探针显微镜中和高分辨率扫描隧道显微镜中是常见的。把纳米线用作微小电极(电极阵列)的尖端结构对电荷注入的好处是显而易见的。CNT的定向阵列能用于场发射装置。人们也提出把金属纳米线用于场发射装置[154-158]。除了尖端的几何特性外,在电极尖端使用纳米线,还能提高电极的表面质量,人们对此已经进行了充分的研究[159]。
与CNT相比,金属纳米线的电流承载能力较小。按照尺寸从大到小排列,对于直径在5μm以上(通常是12.5~17.5μm)的纳米线,使之与其他材料结合(楔状或球状)仍然是具有挑战性的(见本书23章)。然而,更小的刷状金属微线束具有可靠的电流承载能力,能穿过馈电通孔而用作电路板级互连结构。很早以前人们就通过把铜沉淀在刻蚀轨道上[160]这一方法证明了这点。(www.xing528.com)
通过德国达姆施塔特(Darmstadt)的重离子研究中心(GSI)建立的单孔刻蚀和电镀方法[161],能够准确测量单根纳米线的导电能力。与实验数据符合的理论模型也已经建立,如铋纳米线的模型[162]。纳米压痕触点已经应用通过电化学填充和抛光的AAO模板中,也应用在单根导线的系统测量中。这该测量中,通过抛光,单根导线长度已经减少到100nm以下[163]。通过这种测量技术,电流密度高达109A/cm2的大量电荷,都能被注入到单根Co/Cu纳米线上,用以仔细研究磁传输特性。其他的测量技术通常会有接触电阻的问题。大多数的纳米导电性测量都是在随机排列的纳米线上进行的。先把纳米线放置在基板上,再通过沉积连接器而实现电气互连[164];或者把纳米线放置在平面电极阵列上,再通过基于光刻法的金属层来实现纳米线与电极之间的电气连接。聚焦离子束沉积方法也可用于这个目的,如在对沿<111>方向的长200nm的纳米线进行的测量中[165]。比较不同研究者获得的铂纳米线在室温下的电阻率[166],可发现这些电阻率差别很大,电阻率变动范围在61~5000μΩ·cm。所以,测量程序的标准化是十分必要的。最近,人们设计出了含有固定触点的测量台。且已证明,通过预先形成的电阻槽,这种测量台能够提高测量的可靠性和测量效率。人们已经能够把长度在60nm以上的纳米线安排在合适的位置[167]。之前,人们提出了一项纳米线操纵技术,用于通过独立移动的尖端来实现四点测量[168]。已得到的数据对于理解和设计将来的装置都是不利的,而且,根据半导体材料依赖分析物的特性[23,24],这些数据对传感器的开发具有现实的重要性。整齐金纳米线导电能力的变化已经被用于水银离子的探测[169]。众所周知,对单根纳米线的系统研究,特别是对单晶纳米线,即沿不同晶轴分布的晶粒,目前还是空缺的。然而,对纳米电子领域(见本书第2~4章)中下一代传感器的可靠性问题而言,这些研究应该是十分重要的。
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