大连理工大学黄辉教授课题组发明了无漏电流“纳米线桥接生长技术”，解决了纳米线器件的排列组装、电极接触及材料稳定性问题，研制出高可靠性（8个月电阻变化率<0.8%）、低功耗（可室温工作）及高灵敏度（NO₂检测限0.5ppb）的GaN纳米线气体传感器，该传感器可推广至生物检测以及应力应变检测等，实验结果发表在国际纳米领域顶级期刊“Nano Letters” 。

黄辉教授课题组发明的“无旁路电路”纳米线桥接生长方案

黄辉教授课题组研制的微型气体检测仪

当前，半导体集成电路芯片（IC）发展迅猛，推动着物联网和人工智能产业的兴起。如果把IC比作人的大脑，传感器则相当于的人的感知器官，二者相互依存。但是，传感器（特别是可集成微纳传感器）的发展程度，远远滞后于IC的发展水平。因此，微纳传感器（或传感芯片）将是继IC产业之后的另一重大产业。

与传统体材料和薄膜材料相比，半导体纳米线具有大的比表面积、易于形变、纳米级的导光和导电通道、优异的机械性能以及结构灵活多样等优势，是微纳传感器的理想选择。但是，纳米线的器件制备工艺存在纳米线易被污染和损伤、纳米线排列定位困难、纳米线电极接触电阻大的问题，阻碍了纳米线器件的实用化进程。2004年惠普公司与加州大学合作发明了一种“纳米线桥接生长技术”，在一定程度上解决了这些技术难题。但是，在纳米线桥接生长过程中所产生的寄生沉积层会造成漏电流，这极大的劣化了纳米线器件的性能，该技术并未获得推广应用。

黄辉教授课题组，首次研究了纳米线桥接生长中的寄生沉积效应，发明了一种结合气流遮挡效应与表面钝化效应的桥接生长方法，解决了寄生沉积问题；并首次实现了“无漏电流”的GaN桥接纳米线，在此基础上研制出高稳定性、低功耗以及高灵敏度的集成纳米线气体传感器。特别是，GaN材料是第三代半导体，具有优异的稳定性（耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀）和生物兼容性，适用于严酷环境下的应力应变以及液体和气体样品的检测（实验证明氢氟酸腐蚀48小时未对GaN纳米线产生影响），应用领域非常广泛。该技术将推动传感芯片的发展。

相关链接：http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b04846。

责任编辑：姚璐