激光耦合隧道结器件是国际前沿研究热点，伴随产生的电磁场局域增强或光整流等效应在等离激元光镊、单分子成像、单光子光源等领域有着重要的应用价值。为了解隧道结中的光电相互作用和特性，首先利用反馈电沉积制备获得了固态隧道结纳米器件，然后测定了激光功率、偏置电压、偏振方向和调制频率与光电流的关系，并结合有限元法和时域有限差分方法进行理论仿真，讨论了器件中光电流的组分及相关效应。结果表明，器件局部热膨胀效应、热伏效应和热载流子效应为光电流产生的主要原因，而光整流效应因受限于激光峰值功率，其结果并不显著。这些发现可为固态隧道结器件中的光学调控以及在纳米尺度上研究激光调制电子隧穿过程提供参考。

纳米线的空间定位与接头连接对制备和组装高性能的纳米功能单元至关重要,开发新材料体系的高性能互连结构一直是研究重点之一。使用单脉冲能量密度为22.3 mJ/cm ²的聚焦飞秒激光成功实现p型氧化铜(CuO)纳米线之间的互连,聚焦激光能量场会由CuO纳米线的几何效应在接头处产生局域场增强效应,在纳米线接头的界面处发生原子扩散,促使CuO互连结构在施加偏压为10 V的情况下所获得的电流响应强度较连接前提升3个数量级以上,达到与母材相同的水平,基于该结构的光电探测器在功率为25.3 mW卤素灯照射的条件下获得与母材性能一致的电流增幅比值。所得结果为制备基于纳米连接的小型化、高性能和多功能化的纳米线网络单元奠定基础。

纳米操作技术是实现纳米材料位移、排布、形变等操作的关键方法,也是一种“自下而上”制造性能优异的纳米结构及纳米电路的重要技术手段,同时也为新型纳米器件的研发提供了新思路。本文主要对基于扫描探针显微镜、电子显微镜的纳米操作技术以及光镊技术的研究进展进行了介绍及总结,简单阐述了三种操作技术的基本原理及特点,并在此基础上分析了不同操作技术存在的问题,介绍了几种典型的操作系统和操作策略的改进方法,进一步概括了三种操作技术在纳米材料测试及器件制造中的应用。最后针对三种操作技术的优势、适用范围以及目前仍存在的问题进行分析与总结,探讨了三种操作技术的适用范围,并对不同操作技术的结合进行了展望。

研究了纳米器件在空间轨道中质子引起单粒子翻转(SEU)率的预计方法。以65 nmSRAM 为样品，利用加速器进行了质子和重离子单粒子翻转试验，分别基于质子试验数据和重离子试验数据，预计了空间轨道中质子引起的单粒子翻转率。结果表明，用重离子试验数据预计的质子单粒子翻转率比用质子试验数据预计的低1.5 个数量级。研究认为，为了评估纳米器件单粒子翻转敏感性，需进行质子单粒子翻转试验，并基于质子试验数据进行在轨质子翻转率预计。

研究一种准确、有效的数值方法是现代纳米器件建模和优化的重要目标之一，而分析大多数纳米器件特性的起始点是确定器件的本征值和本征态。提出了一种 新算法—高阶辛时域有限差分法(Symplectic finite-difference time-domain, SFDTD(3,4))，求解含时薛定谔方程。在时间上采用三阶辛积分,空间上采用四阶差分格式, 建立了针对含时薛定谔方程数值求解的高阶辛时域有限差分算法。将高阶辛算法SFDTD(3,4)用于一维量子阱中盒中粒子和一维谐振子的仿真中，实验结果表明SFDTD(3,4)法 比传统的时域有限差分算法以及高阶时域有限差分算法更加准确，适用于对纳米器件本征问题的长时间仿真。

通过介电泳方法定向排列了ZnO纳米线, 制作了自组装有序的纳米线紫外探测器。为了适合在金叉指电极上排列, 用水热方法设计生长了超长的ZnO纳米线, 并通过700 ℃的热退火处理, 使得可利用的表面缺陷增多。通过研究器件的光致发光光谱和光响应, 发现光、暗电流比和响应恢复时间有显著提高, 并分析了其中可能的机理。

简要介绍了碳纳米管的制备及其纯化技术,以及近年来碳纳米管修饰、管内填充方面的研究,并概述了碳纳米管在复合材料、发光材料、纳米器件方面的应用及其在固体基片上的定向组装.