研究人员使用化学气相沉积技术可大规模生产原子级纳米线

来自东京都立大学的研究人员发现了一种利用化学气相沉积法大规模制造过渡金属汞化物自组装纳米线的方法。通过改变形成导线的基底,他们可以调整这些导线的排列方式,从原子薄片的排列配置到随机的束状网络。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,以及透明、高效、甚至灵活的设备。研究成果发表在Nano Lett上。

研究人员使用化学气相沉积技术可大规模生产原子级纳米线

(a)TMC纳米线的图示(b)化学气相沉积。

电子技术就是要把东西做得更小。例如,芯片上更小的功能意味着在同样的空间内拥有更多的计算能力和更好的效率,这对于满足由机器学习和人工智能驱动的现代IT基础设施日益繁重的需求至关重要。而随着设备越来越小,对连接一切的复杂线路也提出了同样的要求。最终目标将是一种厚度只有一两个原子的电线。这种纳米线将开始利用完全不同的物理学原理,因为穿过它们的电子表现得越来越好,好像它们生活在一个一维的世界,而不是三维的世界。

事实上,科学家们已经有了像碳纳米管和过渡金属卤化物(TMCs)这样的材料,这些过渡金属和16族元素的混合物可以自组装成原子级的纳米线。麻烦的是要把它们做得足够长,而且要有规模。大规模生产纳米线的方法将改变游戏规则。

现在,东京都立大学的Hong En Lim博士和Yasumitsu Miyata副教授领导的团队已经想出了一种方法,可以以前所未有的大尺度制造过渡金属碲化物纳米线的长线。他们利用一种名为化学气相沉积(CVD)的工艺,发现可以根据作为模板的表面或基底,以不同的排列方式组装TMC纳米线。

研究人员使用化学气相沉积技术可大规模生产原子级纳米线

实例如图2所示,在(a)中,生长在硅/二氧化硅衬底上的纳米线形成了随机的束状网络;在(b)中,这些线在蓝宝石衬底上按照设定的方向组装,遵循底层蓝宝石晶体的结构。

通过简单地改变它们的生长位置,该团队现在可以获得覆盖在他们想要的大小的晶圆,包括单层、双层和束状网络,所有这些晶圆都有不同的应用。他们还发现,导线本身的结构是高度结晶和有序的,它们的特性,包括其优良的导电性和1D-like行为,与理论预测中发现的相吻合。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

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拥有大量长而高晶的纳米线,一定会帮助物理学家更深入地描述和研究这些奇异结构。重要的是,这是朝着看到原子薄线在透明和柔性电子、超高效设备和能量收集应用中的实际应用迈出的令人兴奋的一步。

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