硅材料的重要性和硅纳米技术的不断发展极大地激发了基于硅纳米结构新型器件的研究。近期，在中科院、科技部和国家自然科学基金委的支持下，中科院理化技术研究所师文生研究员带领的研究组在基于硅纳米线新型器件研究方面取得进展。

 

他们通过在硅纳米线表面共价键修饰喹啉衍生物，实现了硅纳米线光功能化，从而构成了对Cu(II)高灵敏、高选择的基于硅纳米线的荧光化学传感器(图1)。研究表明，由于共价键表面修饰，使得该传感器的稳定性得到很好的保证，通过酸洗和过滤能够反复使用(图2)。这一结果已经发表在Nano Letters, 2008, 8, 104-109上。该传感器结构避免了电学或电化学检测中电极的使用，实现了完全的光信号激发与探测，有利于光纤远距离监测。进一步通过硅纳米线组装成纳米线阵列，有望制成传感器阵列或传感器芯片，用于多物种的同时检测。

 

另外，该课题组考虑到硅纳米线与目前硅集成技术良好的兼容性，进一步开展了硅纳米线在新型运算器件方面应用研究。他们通过对硅纳米线表面功能化(图3)，首次实现了基于硅纳米线的三输入荧光化学逻辑开关(图4)。这一工作很好地解决了分子逻辑器件在溶液中不易操作的问题，促进了分子逻辑器件的实用化和小型化，对未来分子计算机具有重要意义。这种结构模式可以得到进一步发展，从而在单根硅纳米线表面组装不同的逻辑分子、或对硅纳米线阵列采用多种逻辑功能分子修饰，将构成基于硅纳米线的多态多功能的逻辑开关，最终制备高集度的逻辑器件。相关研究结果发表在德国《应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 3469 –3472）上，其重要性被审稿人评价为“highly important”。（来源：中国科学院理化技术研究所）