國(guó)外使用3D打印造出純金納米結(jié)構(gòu) 電阻率極低
發(fā)布時(shí)間：2016/10/31 訪問人數(shù)：1790次
納米級(jí)聚焦電子束誘導(dǎo)沉積（FEBID）3D打印技術(shù)制造出純金納米結(jié)構(gòu)
資料圖：典型的不純FEBID黃金（a）與使用新方法制造的FEBID黃金（b）相比
原標(biāo)題：納米級(jí)聚焦電子束誘導(dǎo)沉積（FEBID）3D打印技術(shù)制造出純金納米結(jié)構(gòu)
維也納理工大學(xué)（TU Wien）研究人員發(fā)現(xiàn)了一種使用聚焦電子束誘導(dǎo)沉積（FEBID）的3D打印的純金納米結(jié)構(gòu)，F(xiàn)EBID是一種増材直寫光刻技術(shù)。這一工作為制造商生產(chǎn)黃金設(shè)備提供了一種很有前途的新途徑。
黃金被認(rèn)為是一種有價(jià)值的材料，主要得益于它在昂貴的珠寶、首飾和其他奢侈品上的使用。然而，這種金屬也具有非常理想的功能納米結(jié)構(gòu)。
復(fù)寫金的納米結(jié)構(gòu)是電漿設(shè)備以及固定化抗體的生物傳感器和電接觸設(shè)備的關(guān)鍵部件。然而，到現(xiàn)在為止，黃金納米結(jié)構(gòu)主要是二維的，即使用抗蝕劑為基礎(chǔ)的光刻技術(shù)。由海因茨·萬(wàn)森伯格博士領(lǐng)導(dǎo)的維也納理工大學(xué)研究人員，已經(jīng)找到一種方法來(lái)制造3D打印金納米結(jié)構(gòu)，即利用聚焦電子束誘導(dǎo)沉積（FEBID）技術(shù)。他們的研究結(jié)果已發(fā)表在科學(xué)報(bào)告中。
聚焦電子束誘導(dǎo)沉積（FEBID）是在單一工藝過程制造自定義二維和三維納米結(jié)構(gòu)的方法，不使用防護(hù)或抗力。在這個(gè)過程中，聚焦電子束的電子顯微鏡被用來(lái)分解有機(jī)金屬前體，如同一個(gè)分辨率為1納米的納米級(jí)3D打印機(jī)。不幸的是，電子誘導(dǎo)有機(jī)金屬前體通常會(huì)分解出高碳污染的金屬；萬(wàn)森伯格和維也納理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)就是生產(chǎn)具有更高純度的黃金。
傳統(tǒng)的FEBID金沉積通常含有約70%原子的碳和30%原子的黃金，開發(fā)的新方法通過在原位沉積金添加氧化劑成形純金制造結(jié)構(gòu)。“整個(gè)團(tuán)隊(duì)在過去的10年里都在努力直接沉積純金納米結(jié)構(gòu)，”萬(wàn)森伯格說(shuō)，“這有點(diǎn)像發(fā)現(xiàn)了傳說(shuō)中的魔法石，把常見的、不出彩的材料變成金子。”
這種沉積的純金結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出極低的電阻率，接近塊狀黃金。相反，一個(gè)FEBID金結(jié)構(gòu)通常電阻率約為1歐姆每毫米，比純粹的塊狀金約差一百萬(wàn)倍。特別增強(qiáng)的FEBID過程產(chǎn)生的電阻率為8.8微歐姆每厘米，差不多是純凈黃金（2.4微歐厘米）的四倍。
據(jù)研究人員介紹，新技術(shù)的影響將是重大而深遠(yuǎn)的，特別是在納米等離子體和生物電子器件領(lǐng)域。“極高的導(dǎo)電性和純黃金結(jié)構(gòu)將打開納米電子器件的新的大門，”姆斯特法博士和菲利普博士評(píng)論道，他們都是論文的作者。例如，它會(huì)更容易為納米天線和生物分子固定化產(chǎn)生純金的結(jié)構(gòu)，這將改變我們的日常生活。”
研究人員的論文名為“通過電子束誘導(dǎo)沉積生長(zhǎng)的高導(dǎo)電性和純金納米結(jié)構(gòu)”，已經(jīng)通過科學(xué)報(bào)告的審議。（工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所 宋文文）來(lái)源：中國(guó)國(guó)防科技信息網(wǎng)
