「万物简史」微软是如何走出颓势的

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相比于传统基于液体交换和离子导电的膜片钳技术，简史这种自带电回路的硅纳米线探针（Sinanowireprobes,SiNPs）可以无损伤地插入活细胞内部，简史对单个或多个接触微区局部动态电信号进行高倍数场效应放大、实时探测和稳定跟踪。针对细胞接触/插入应用，何走对所制备的悬空纳米探头结构的力学特性进行了深入系统地原位实验验证和模拟力场分析，何走并成功地在液滴/细胞环境中开展了场效应探测功能验证。

其中，出颓南京大学电子科学与工程学院刘宗光副研究员为第一作者，余林蔚教授为通讯作者。物微软该工作近期以AbInitioDesign,Shaping,andAssemblyofFree-StandingSiliconNanoprobes发表于NanoLetters 21,DOI:10.1021/acs.nanolett.0c04804(2021)。高灵敏度空间/时间分辨生物细胞电信号探测（highspatiotemporalresolutionintracellularelectricsignaldetection）是跟踪细胞生理动态、简史探索神经元信息交互逻辑和开发新型精准给药及基因治疗技术的基础共性需求。

何走图4.场效应硅纳米线生物探针的力学性能测试及模拟分析。欢迎相关方向有志博士毕业生来信联系：出颓[email protected] 前期相关工作：出颓1.Zhang,T.;Hu,R.;Zhang,S.;Liu,Z.;Wang,J.;Xu,J.;Chen,K.;Yu,L.SuperfastGrowthDynamicsofHigh-QualitySiliconNanowiresonPolymerFilmsviaSelf-SelectedLaser-Droplet-Heating.NanoLett.2021,21,(1),569-576.2.Yin,H.;Yang,H.;Xu,S.;Pan,D.;Xu,J.;Chen,K.;Yu,L.HighPerformanceSiNanowireTFTsWithUltrahighon/offCurrentRatioandSteepSubthresholdSwing.IEEEElectronDeviceLetters2020,41,(1),46-49.3.Ma,H.;Yuan,R.;Wang,J.;Shi,Y.;Xu,J.;Chen,K.;Yu,L.CylindricalLine-FeedingGrowthofFree-StandingSiliconNanohelicesasElasticSpringsandResonators.NanoLett.2020,20,(7),5072-5080.4.Hu,R.;Xu,S.;Wang,J.;Shi,Y.;Xu,J.;Chen,K.;Yu,L.UnprecedentedUniform3DGrowthIntegrationof10-LayerStackedSiNanowiresonTightlyConfinedSidewallGrooves.NanoLett.2020,20,(10),7489-7497.5.Dong,T.;Sun,Y.;Zhu,Z.;Wu,X.;Wang,J.;Shi,Y.;Xu,J.;Chen,K.;Yu,L.Monolithicintegrationofsiliconnanowirenetworksasasoftwaferforhighlystretchableandtransparentelectronics.NanoLett.2019,19,(9),6235-6243.6.Zhao,Y.;Ma,H.;Dong,T.;Wang,J.;Yu,L.;Xu,J.;Shi,Y.;Chen,K.;RocaiCabarrocas,P.NanodropletHydrodynamicTransformationofUniformAmorphousBilayerintoHighlyModulatedGe/SiIsland-Chains.NanoLett.2018,18,6931–6940.7.Xue,Z.;Sun,M.;Zhao,Y.;Tang,Z.;Dong,T.;Wang,J.;Wei,X.;Yu,L.;Chen,Q.;Xu,J.;Shi,Y.;Chen,K.;Cabarrocas,P.R.i.Deterministicline-shapeprogrammingofsiliconnanowiresforextremelystretchablespringsandelectronics.NanoLett.2017,17,7638.8.Xue,Z.;Xu,M.;Zhao,Y.;Wang,J.;Jiang,X.;Yu,L.;Wang,J.;Xu,J.;Shi,Y.;Chen,K.;RocaiCabarrocas,P.Engineeringisland-chainsiliconnanowiresviaadropletmediatedPlateau-Rayleightransformation.Naturecommunications2016,7,12836.9.Xue,Z.;Xu,M.;Li,X.;Wang,J.;Jiang,X.;Wei,X.;Yu,L.;Chen,Q.;Wang,J.;Xu,J.;Chen,K.;RocaiCabarrocas,P.In‐PlaneSelf‐TurningandTwinDynamicsRendersLargeStretchabilitytoMono‐LikeZigzagSiliconNanowireSprings.Adv.Func.Mater.2016,26,(29),5352-5359.10.Xu,M.;Xue,Z.;Wang,J.;Zhao,Y.;Duan,Y.;Zhu,G.;Yu,L.;Xu,J.;Wang,J.;Shi,Y.;Kunji,C.;RocaiCabarrocas,P.HeteroepitaxialWritingofSilicon-on-SapphireNanowires.NanoLett.2016,16,(12),7317-7324.关键词：IPSLS纳米线，生物细胞探针，规模定制，场效应探测器件本文由作者投稿。

成功展示了丰富的可定制形貌探头结构：物微软探针角度30-120°连续可调、曲率半径300纳米以及三角或圆形探点构架。

针对此技术挑战，简史南京大学余林蔚、简史徐骏教授团队基于自主创新的平面纳米线（In-planesolid-liquid-solid,IPSLS）生长模式1-10，利用平面纳米线可精确引导生长的特点，首次实现了晶硅纳米线探针阵列的宏量制备，并发展了一系列关键的纳米探针可靠电极制备、批量悬空转移和分级封装连接技术。何走钙钛矿和电荷输运层之间的界面缺陷所导致的界面非辐射复合是器件性能损失的主要原因之一。

证明了PF6-离子能够和钙钛矿组分中有机阳离子形成氢键，出颓同时和SnO2形成配位键，从而将钙钛矿活性层和电子传输层化学桥接起来，进而改善界面接触。应力(σ)可根据σΔT =Ep/(1-νp)(αs –αp)ΔT公式估算，物微软其中Ep为钙钛矿的弹性模量，物微软υp为钙钛矿的泊松比，αs 和 αp分别为基底和钙钛矿的热膨胀系数，ΔT为温度梯度。

简史图2.（a）ITO/SnO2/钙钛矿和（b）ITO/SnO2/KPF6/钙钛矿样品的SEM图像。何走（e）基于SnO2和SnO2/KPF6的控制器件和冠军器件的稳态电流密度和PCE输出图6.（a）器件的湿度稳定性。