依據研究課題對未來社會可能產生影響的重要程度，美國《科學》雜誌在2006年5月出版的科技新聞中，把納米線研究列在物理學研究5個熱點中的第二位，以探索“小尺度”下物質變化規律與新奇性質為課題的納米線研究已引起了各國的高度重視。近日，由意昂3体育官网教授俞大鵬、馮孫齊、徐軍、薛增泉、奚中和研究小組承擔的“功能準一維半導體納米結構與物理研究”，榮獲2007年度國家自然科學獎二等獎，名列“物理與天文”學科組第一位。該項目組在矽納米線新製備方法研究、開拓氧化物納米線研究新領域以及納米線生長機理與物理性質等方面，做了一系列開創性的研究工作。

功能準一維納米線是一種非常獨特的低維納米結構，它不僅是電荷輸運的最小載體，也是構造復雜納米結構與納米器件的理想基元。俞大鵬告訴記者，納米線材料不僅是研究小尺度世界科學規律的理想研究對象，也有可能在新概念納米光電器件工業、解決日益嚴重的能源危機等方面發揮重大作用。現代計算機芯片的核心元件之一是基於矽材料的三極管，主要利用光刻方法製備。“隨著加工三極管特征線寬的尺度不斷減小，傳統的自上而下的光刻技術由於加工的物理極限以及成本等方面的限製，即將走到盡頭。”據俞大鵬介紹，在英特爾公司規劃的半導體未來技術發展藍圖中，期望把納米線、納米管作為計算機器件的重要組成基元應用於新一代計算機技術，從而大大提高計算機的運算速度和功能，同時大大縮小計算機的體積；三星集團正在研製基於納米線、納米管陰極材料的高質量圖像顯示技術等。利用納米線巨大的比表面效應等，可能獲得高效太陽能電池等。俞大鵬說：“當器件尺寸小到一定程度時，量子效應會占主導作用,為設計新概念量子器件提供了可能。”談到納米線的前景，這位國家傑出青年科學基金獲得者、教育部最高人才計劃---“長江學者與創新團隊”計劃的學術帶頭人格外興奮。

俞大鵬項目組在1998年前後，與哈佛大學同時獨立地用脈沖激光高溫沉積法獲得了高品質的納米矽量子線，這對於微電子加工技術已達到物理極限的今天具有重要意義。他們還創新性地利用物理蒸發的方法製備矽納米線，成功製備了宏觀量的矽納米線。這種基於氣相輸運的物理蒸發方法設備簡單、便宜，便於控製、推廣等，被著名材料科學家、原第三世界科學院院長C.N.R.Rao教授稱之為“製備納米線最普適的方法之一”。著名納米科技專家、哈佛大學教授Lieber也稱俞大鵬是“國際上運用激光蒸發、簡單物理蒸發方法製備矽納米線的領導者”。

矽作為現代微電子領域的重要材料目前已被廣泛應用，“從這方面來說，矽是幸運的，但是矽也是一個先天不足的材料，因為它即不能發光，也不能傳導光波，而且容易被氧化。”俞大鵬介紹說。氧化物半導體材料具有其他化合物半導體材料所不具備的性質，其獨特的耐高溫、抗氧化、具有較寬的禁帶、特殊的透明、壓電特性、氣敏傳感特性等物理性能，受到跨學科領域的極大關註。該項目組隨後把納米線製備概念拓展到了廣泛的氧化物納米線體系。1998年，俞大鵬項目組在國際上第一次製備出了SiO2

納米線，並預言這種直徑僅幾十納米的SiO2納米光纖將是研究光波在小於其波長的納米光學介質中傳播現象的理想研究對象。5年後，哈佛大學的研究者從實驗上證實了上述預言，發現SiO2納米光纖的確是超低損耗的光波導傳播的理想介質。俞大鵬項目組還在國際上第一次製備出GeO2納米線、第一次製備出Ga2O3納米線，並且成為最早利用物理蒸發金屬Zn源製備ZnO納米線的研究小組。

俞大鵬項目組還為人們揭示了納米線為什麽會沿一維分析擇優生長的秘密，以及開展可控生長所應該具備的條件；通過對納米線的發光、場發射等物理性質的系統研究，為人們展示了納米線獨特的物理性質，為開展納米器件研究提供了物理基礎和科學依據，將納米線的研究不斷引向深入。“納米線雖然是很小的尺度，在未來它卻蘊藏著深刻的科學內涵和巨大的能量。”俞大鵬說。(郭俊玲)

編輯：知秋