现在可以大规模生产原子纳米线

赵雨媛
导读 东京城市大学的研究人员发现了一种通过化学气相沉积大规模制造过渡金属硫族化物自组装纳米线的方法。通过改变在其上形成导线的衬底,可以使

东京城市大学的研究人员发现了一种通过化学气相沉积大规模制造过渡金属硫族化物自组装纳米线的方法。通过改变在其上形成导线的衬底,可以使用它们。东京城市大学的研究人员发现了一种利用化学气相沉积技术大规模制造过渡金属硫族化物自组装纳米线的方法。通过改变在其上形成导线的基底,他们可以调整这些导线的排列,从原子薄片的排列结构到成束的随机网络。这为下一代工业电子产品的工业部署铺平了道路,包括能量收集和透明、高效甚至灵活的设备。

电子技术就是要让东西变得更小——例如,芯片上更小的功能意味着在相同的空间内拥有更强的计算能力和更高的效率,这对于满足由机器学习和人工智能驱动的现代IT基础设施日益增长的巨大需求至关重要。随着设备的小型化,对将一切联系在一起的复杂布线提出了同样的要求。最终目标将是一根只有一两个原子粗的电线。随着穿过它们的电子表现得越来越像生活在一维世界而不是三维世界,这种纳米线将开始利用完全不同的物理学。

事实上,科学家已经有了碳纳米管和过渡金属硫族化物(TMC)等材料,这是一种过渡金属和16族元素的混合物,可以自我组装成原子纳米线。问题是要让它们足够长,足够大。一种大规模生产纳米线的方式将改变游戏规则。

现在,由东京城市大学的洪恩林博士和副教授Yasumitsu Miyata领导的团队提出了一种以前所未有的规模制造长过渡金属碲化物纳米线的方法。使用一种称为化学气相沉积(CVD)的工艺,他们发现TMC纳米线可以根据用作模板的表面或基底以不同的排列方式组装。如实施例2所示。在(a)中,生长在硅/二氧化硅衬底上的纳米线形成随机束网络;在(b)中,根据设定的方向和后续蓝宝石晶体的结构,将导线组装在蓝宝石衬底上。通过简单地改变它们的生长位置,该团队现在可以获得所需排列中覆盖的厘米级晶片,包括单层、双层和束网络,所有这些都有不同的应用。他们还发现,导线本身的结构是高度结晶和有序的,其性能(包括优异的导电性和一维行为)与理论预测一致。

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