日前,維也納技術(shù)大學(TU Wien)的科學家們發(fā)現(xiàn)了一種是用FEBID技術(shù)3D打印純金納米結(jié)構(gòu)的方法。所謂的FEBID技術(shù),聚焦電子束誘導沉積的簡寫,使用一種來自掃描電子顯微鏡的電子束來將氣態(tài)前軀體分子凝結(jié)成固體沉積在表面上。這項研究為制造商們打造黃金設備提供了一項很有前途的新方法。
典型的不純FEBID黃金(a)與使用新方法制造的FEBID黃金(b)相比
眾所周知,黃金被認為是一種昂貴的材料,這主要是因為它經(jīng)常被用于制造珠寶、首飾和其他奢侈品。而實際上,這種金屬在制造功能性納米結(jié)構(gòu)時也很有用。在電漿設備、帶固化抗體的生物傳感器,以及電觸點等高科技設備中,圖案化的黃金納米結(jié)構(gòu)都是關(guān)鍵部件。但是直到現(xiàn)在,黃金納米結(jié)構(gòu)一直是2D的形式為主。而維也納技術(shù)大學的研究人員在Heinz Wanzenboeck博士的領導下,發(fā)現(xiàn)了是用FEBID技術(shù)打印出3D形式的黃金納米結(jié)構(gòu)的新方法。目前他們的研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在了《Scientific Reports》雜志上,論文題目是《通過電子束誘導沉積生長出高度導電性的純金結(jié)構(gòu)(Highly conductive and pure gold nanostructures grown by electron beam induced deposition)》。
FEBID是一種在單獨的過程中制造自定義的2D和3D納米結(jié)構(gòu)的方法,不使用掩模或者光刻膠。在這個過程中,一臺電子顯微鏡聚焦電子束以分解一種金屬有機前驅(qū)體,它起的作用就像一臺3D打印機,只不過這臺3D打印機的分辨率高達1納米。不過,金屬有機前驅(qū)體在經(jīng)過電子誘導分解后通常會產(chǎn)生帶高含碳污染物的金屬。而Wanzenboeck及其團隊的目標就是制造出材料純度更高的黃金。
據(jù)悉,使用常規(guī)FEBID方法沉積的黃金通常包含原子百分率高達70的碳,而剩下30%才是黃金原子。而Wanzenboeck開發(fā)的新方法通過在黃金沉積過程中原位添加氧化劑可以制備出純金結(jié)構(gòu)?!昂芏嗳嗽谶^去10年里一直在努力實現(xiàn)直接沉積純金納米結(jié)構(gòu)。”Wanzenboeck說?!八怯悬c像尋找傳說中的點石成金術(shù),將普通的、毫不起眼的材料變成黃金?!?/span>
科學家稱,通過這種方式沉積出來的純黃金結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了極低的電阻率,接近于散金。要知道,EBID金結(jié)構(gòu)通常會有大約1歐姆厘米的電阻率,這個數(shù)字大約是最純凈的散金的100萬倍。而經(jīng)過改進的FEBID工藝則只產(chǎn)生8.8微歐姆厘米的電阻率,只有純金(2.4 微歐姆厘米)的4倍。
典型的FEBID黃金(c)和新型的FEBID金(d)
研究人員們認為,這項新技術(shù)意義重大,尤其是在光子學和生物電子學設備領域。“這種高度導電的純金結(jié)構(gòu)將為新型電子器件打開一扇新的門?!盡ostafa Moonir Shawrav博士和Dipl.Ing. Philipp Taus博士評論說,他們是該論文的兩位作者?!芭e個例子,它將更容易制造出可用于納米天線和生物分子固化裝置的純金結(jié)構(gòu),這將改變我們的日常生活。"
764 0
登陸后參與評論
2024-09-30 14:02:02
2024-09-30 13:55:36
2024-09-23 13:01:49
2024-09-23 12:46:35
2024-09-09 11:19:03
2024-09-09 11:14:31
2024-09-03 15:03:59
2024-09-03 14:58:48
2024-08-26 10:28:31
2024-08-12 10:39:48
2024-08-12 10:35:25
2024-08-08 12:08:05