返回2013年,MIT贡献者David L. Chandler描述了纳米线是一种“热材料”。此外,2016年,所有关于电路的内容都涉及了纳米线的进展当研究人员用电子显微镜实时形成纳米线并发现电子器件的有机纳米线。
虽然纳米线继续促进研究机构的兴趣,但材料的一些重要特征已经放缓了市场采用。
纳米线是基本上是固体结晶的金属或半导体的晶体,其在纳米(因此名称)的顺序上具有直径,但长度明显更长。效果是“准一维”材料,提供所需的电气和光学性质。
过渡金属硫酸化物纳米线结构。图片使用了美国化学学会的礼貌科技日报
在这篇文章中,我们将看看为什么纳米线被如此深入的研究,以及最近将这项技术推向工业的一项发展。
为什么纳米线?
由于纳米线的尺寸,载流子电子或光子会经历所谓的量子限制效应。这就是为什么它们有时被称为“量子线”。经历这些效应的半导体会吸收一种波长的光子,但会传输另一种波长的光子。
这对LED,太阳能电池和许多其他光电器件中使用的纳米线开辟了研究可能性。
在电子显微镜下的纳米线阵列。图片使用克里斯蒂安莫尔汉族的礼貌,麻省理工学院
虽然这种应用令人印象深刻,但它并不完全独特;量子点技术也有益于这些效果。与纳米线的差异是,由于它们的长度(有时是人眼可见),纳米线可以与宏观水平的装置连接。
除此之外,纳米线的另一个好处是它们的结构使它们不受制造缺陷。缺陷是经典的晶体半导体制造的可避免问题。
一种制造纳米线的改进方法
本周,东京大都会大学的研究人员宣布他们发现了通过化学气相沉积大规模生产过渡金属纳米线的方法。
通过使用CVD,研究人员发现他们可以做到根据纳米线生长的基质,以不同的方式组装纳米线。仅仅通过改变纳米线的生长位置,研究人员就创造出了厘米大小的晶片,这些晶片的纳米线按他们想要的排列方式排列。
钨尺度钨的CVD生长纳米线。使用的图像礼貌纳米字母
此外,该技术产生了大大匹配的理论,因为电线在自然界中是结晶并且表现得多样化的一维材料。研究人员声称,这种制造纳米线的新方法可以在熟悉的制造设施已经拥有CVD的情况下以规模生产。
仍然是一项基于研究的技术
虽然纳米线是光电工程师和材料科学家越来越令人兴趣的,但这些结构仍然很大程度上在研究领域。实际上,纳米线具有独特的光学和电气性能,可用于LED和太阳能电池等应用,但迄今为止,它们尚未具体采用市场。
东京都大学的研究人员很高希望,这方面的制造程序前进可能会改变这种现实。