美國科學家設計出一種新的納米線焊接技術,可使用表麵等離子體(ti) 光子學,用一束簡單的光將納米線焊接在一起。發表於(yu) 剛剛出版的《自然·材料學》雜誌上的最新研究有望促成新式電子設備和太陽能設備的出現。
目前,有些納米學家正專(zhuan) 注於(yu) 製造由金屬納米線組成的導電網格,這樣的網格具有卓越的輸電性能、成本低廉且非常容易處理,可廣泛應用於(yu) 下一代觸摸屏、視頻顯示器、發光二極管及薄膜太陽能電池等領域。
然而,在製造這樣的網格的處理過程中,必須對精巧的網格施加熱或壓力,才能將形成網格的呈十字形擺放的納米線熔接在一起,而這又會(hui) 破壞網格。
最新納米線焊接技術解決(jue) 了上述問題。新技術的核心是表麵等離子體(ti) 光子學的物理屬性——光以波的形式流過金屬的表麵並和金屬相互作用。表麵等離子體(ti) 光子學使基於(yu) 表麵等離子體(ti) 激元的元件和回路具有納米尺度,從(cong) 而可實現光子與(yu) 電子元器件在納米尺度上完美聯姻。科學家們(men) 用電子顯微鏡分別對光照在納米線上之前和之後進行拍攝,圖片對比發現,光照前,單個(ge) 納米線一層層疊放在一起;光照後,在頂部的納米線就像天線一般,引導光的等離子體(ti) 激元波進入底部的電線中並製造出熱將納米線焊接在一起。
該研究的作者之一、斯坦福大學材料科學和工程學院的表麵等離子體(ti) 光子學專(zhuan) 家馬克·布榮格薩姆表示:“當兩(liang) 條納米線呈十字鋪在一起時,在納米線相遇的地方,光會(hui) 產(chan) 生等離子體(ti) 激元波,製造出一個(ge) 熱點。然而,隻有當納米線相互接觸時才會(hui) 存在熱點,當納米線熔接在一起後,熱點就消失了。焊接阻止了熱點本身,整個(ge) 係統因此保持完整,沒有被破壞。”該研究的另一作者、該大學材料工程師邁克爾·麥吉爾補充道,“在此過程中,電線其他部分以及同樣重要的基礎材料都不會(hui) 受到影響。這種精確加熱大大增加了我們(men) 對納米材料進行焊接的控製力、速度和能效。”
科學家們(men) 表示,新方法除了能讓他們(men) 製造出更堅硬、性能更優(you) 異的納米線網格之外,也有望讓他們(men) 製造出附著在柔性或透明塑料和聚合物上的網狀電極,這有可能讓能產(chan) 生太陽能的廉價(jia) 窗戶塗層出現。
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