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纳米级聚焦电子束诱导沉积(FEBID)3D打印技术制造出纯金纳米结构

关键词:纳米级聚焦电子 FEBID 3D打印技术 纯金纳米结构

时间:2017-12-01 16:06:12      来源:网络

黄金被认为是一种有价值的材料,主要得益于它在昂贵的珠宝、首饰和其他奢侈品上的使用。然而,这种金属也具有非常理想的功能纳米结构。

复写金的纳米结构是电浆设备以及固定化抗体的生物传感器和电接触设备的关键部件。然而,到现在为止,黄金纳米结构主要是二维的,即使用抗蚀剂为基础的光刻技术。由海因茨·万森伯格博士领导的维也纳理工大学研究人员,已经找到一种方法来制造3D打印金纳米结构,即利用聚焦电子束诱导沉积(FEBID)技术。他们的研究结果已发表在科学报告中。

聚焦电子束诱导沉积(FEBID)是在单一工艺过程制造自定义二维和三维纳米结构的方法,不使用防护或抗力。在这个过程中,聚焦电子束的电子显微镜被用来分解有机金属前体,如同一个分辨率为1纳米的纳米级3D打印机。不幸的是,电子诱导有机金属前体通常会分解出高碳污染的金属;万森伯格和维也纳理工大学团队的目标就是生产具有更高纯度的黄金。传统的FEBID金沉积通常含有约70%原子的碳和30%原子的黄金,开发的新方法通过在原位沉积金添加氧化剂成形纯金制造结构。“整个团队在过去的10年里都在努力直接沉积纯金纳米结构,”万森伯格说,“这有点像发现了传说中的魔法石,把常见的、不出彩的材料变成金子。”

这种沉积的纯金结构表现出极低的电阻率,接近块状黄金。相反,一个FEBID金结构通常电阻率约为1欧姆每毫米,比纯粹的块状金约差一百万倍。特别增强的FEBID过程产生的电阻率为8.8微欧姆每厘米,差不多是纯净黄金(2.4微欧厘米)的四倍。

据研究人员介绍,新技术的影响将是重大而深远的,特别是在纳米等离子体和生物电子器件领域。“极高的导电性和纯黄金结构将打开纳米电子器件的新的大门,”姆斯特法博士和菲利普博士评论道,他们都是论文的作者。

例如,它会更容易为纳米天线和生物分子固定化产生纯金的结构,这将改变我们的日常生活。”

研究人员的论文名为“通过电子束诱导沉积生长的高导电性和纯金纳米结构”,已经通过科学报告的审议。
 

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