● 摘要
一直以来，铝因其良好的性能而成为集成电路的常用导线。但是随着集成电路达到几百赫兹的速度，铝金属化遇到了性能的阻碍。信号必须以足够快的速度通过金属系统才能防止程序延误。同样，更大的芯片需要更长、更细的金属导线，这就使金属连线系统的电阻变得更大。与铝2.7μΩ∙cm的电阻率相比，Cu的电阻率仅有1.7μΩ∙cm，导电性比铝优良。而且Cu本身具有抗电迁移的能力，能够在低温下沉积。这使人们的兴趣重新转向了Cu这种导体。近年来，研究者们对Cu纳米线的研究投入了极大的热情，在其合成制备和性能表征方面取得了很多进展。这些结果将为Cu纳米线走向实际应用打下良好的基础，也可以帮助我们更好的理解纳米材料与块体材料的不同特性。但是，目前开发的MOCVD和模板法制备Cu纳米线的成本仍然较高，而且关于Cu纳米线的性能研究仍然处于初期阶段。而静电纺丝技术，作为目前制备纳米材料的简单、直接的方法之一，有望大大降低Cu纳米线的成本，实现大批量可控合成。而且我们可以通过改进收集装置来简单、有效的制备单根超长Cu纳米线以研究其电学性能。本文首先通过静电纺丝技术制备了Cu(NO3)2/PVA前驱纳米线。在电纺过程中，我们发现环境湿度、电纺电压、溶液粘度对电纺过程和纺丝形貌有很大的影响。接着，我们将得到的Cu(NO3)2/PVA前驱纳米线进行热处理以得到CuO纳米线，得到的结果显示不同的最高温度和升温速率将影响CuO的成线性。最后，我们对静电纺丝的收集装置进行了改进，得到了单根超长Cu(NO3)2/PVA前驱纳米线，用之前摸索的最佳热处理条件对其进行了热处理，得到了长度约1.2cm的Cu纳米线，并对其电性能进行了初步测量。