现在可以大规模生产原子级纳米线
东京都立大学的研究人员发现了一种使用化学气相沉积大规模制造过渡金属硫属元素化物自组装纳米线的方法。通过改变形成导线的基板,他们可以调整这些导线的排列方式,从原子薄片的对齐配置到束的随机网络。这为下一代工业电子设备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。
电子产品就是让事物变得更小——例如,芯片上更小的功能意味着在相同的空间内拥有更多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 基础设施日益繁重的需求至关重要. 随着设备变得越来越小,对将所有东西连接在一起的复杂布线也提出了同样的要求。最终目标将是一根只有一两个原子厚度的电线。这种纳米线将开始利用完全不同的物理学,因为穿过它们的电子越来越像生活在一个一维世界中,而不是一个 3 维世界。
事实上,科学家们已经有了碳纳米管和过渡金属硫属化物 (TMC)、过渡金属和 16 族元素的混合物等材料,它们可以自组装成原子级纳米线。问题是让它们足够长,而且规模足够大。一种大规模生产纳米线的方法将改变游戏规则。
现在,由东京都立大学的 Hong En Lim 博士和 Yasumitsu Miyata 副教授领导的团队提出了一种以前所未有的大规模制造过渡金属碲化物纳米线长线的方法。使用称为化学气相沉积的工艺(CVD),他们发现他们可以根据用作模板的表面或基板以不同的排列组装 TMC 纳米线。示例如图 2 所示;在(a)中,在硅/二氧化硅衬底上生长的纳米线形成了一个随机的束网络;在(b)中,导线按照下面蓝宝石晶体的结构在蓝宝石衬底上以设定方向组装。通过简单地改变它们的生长地点,该团队现在可以使用他们所需的排列覆盖的厘米大小的晶圆,包括单层、双层和束网络,所有这些都具有不同的应用。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,包括其出色的导电性和一维行为,与理论预测中的特性相匹配。
拥有大量长而高度结晶的纳米线肯定会帮助物理学家更深入地表征和研究这些奇异的结构。重要的是,这是朝着看到原子级细线在透明和柔性电子产品、超高效设备和能量收集应用中的实际应用迈出的激动人心的一步。
东京都立大学的研究人员发现了一种使用化学气相沉积大规模制造过渡金属硫属元素化物自组装纳米线的方法。通过改变形成导线的基板,他们可以调整这些导线的排列方式,从原子薄片的对齐配置到束的随机网络。这为下一代工业电子设备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。
电子产品就是让事物变得更小——例如,芯片上更小的功能意味着在相同的空间内拥有更多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 基础设施日益繁重的需求至关重要. 随着设备变得越来越小,对将所有东西连接在一起的复杂布线也提出了同样的要求。最终目标将是一根只有一两个原子厚度的电线。这种纳米线将开始利用完全不同的物理学,因为穿过它们的电子越来越像生活在一个一维世界中,而不是一个 3 维世界。
事实上,科学家们已经有了碳纳米管和过渡金属硫属化物 (TMC)、过渡金属和 16 族元素的混合物等材料,它们可以自组装成原子级纳米线。问题是让它们足够长,而且规模足够大。一种大规模生产纳米线的方法将改变游戏规则。
现在,由东京都立大学的 Hong En Lim 博士和 Yasumitsu Miyata 副教授领导的团队提出了一种以前所未有的大规模制造过渡金属碲化物纳米线长线的方法。使用称为化学气相沉积的工艺(CVD),他们发现他们可以根据用作模板的表面或基板以不同的排列组装 TMC 纳米线。示例如图 2 所示;在(a)中,在硅/二氧化硅衬底上生长的纳米线形成了一个随机的束网络;在(b)中,导线按照下面蓝宝石晶体的结构在蓝宝石衬底上以设定方向组装。通过简单地改变它们的生长地点,该团队现在可以使用他们所需的排列覆盖的厘米大小的晶圆,包括单层、双层和束网络,所有这些都具有不同的应用。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,包括其出色的导电性和一维行为,与理论预测中的特性相匹配。
拥有大量长而高度结晶的纳米线肯定会帮助物理学家更深入地表征和研究这些奇异的结构。重要的是,这是朝着看到原子级细线在透明和柔性电子产品、超高效设备和能量收集应用中的实际应用迈出的激动人心的一步。