原子級納米線現可大規模量產

（a）TMC納米線示意圖；（b）化學氣相沉積工藝，成分在氫氣/氮氣氛圍中蒸發，然後在基材上沉積和自組裝。

（a）矽/矽片上生長的納米線的掃描電鏡照片；（b）在藍寶石基底上生長的納米線的原子力顯微鏡照片；（c）定向納米線的透射電鏡照片；（d）單根TMC納米線的透射電鏡照片。

（a）各種形態的TMC納米線；（b）單層納米線；（c）雙層納米線；（d）三維納米線束的透射電鏡照片。

電子技術對元件尺寸的要求越來越高。晶片足夠小，同樣的設備空間就能獲得更強的計算能力，這對於滿足由機器學習和人工智慧驅動的現代信息技術基礎設施至關重要。隨著設備不斷縮小，連接元件的線路也面臨著同樣的小型化需求。工程師們的終極目標是用1~2個原子厚度的納米線連接元件，從而開啟截然不同的一維物理學世界。事實上，科學家們的「工具箱」內已經放入了碳納米管、過渡金屬硫化合物（TMC）、過渡金屬混合物和16族元素等材料，它們可以自組裝形成原子尺度的納米線。問題在於，如何讓這些納米線變得足夠長？如何實現規模化生產？

phys.org網站當地時間12月24日報導，日本東京都立大學的研究人員Hong En Lim博士和Yasumitsu Miyata副教授等發現了一種可以大規模生產自組裝TMC納米線的方法——化學氣相沉積（CVD）技術。藉助這種技術生產的納米線在長度上也具有一定優勢。研究人員在《納米快報》雜誌上發表了相關論文。

通過改變基材，研究人員可以調整納米線的排列方式，進而獲得原子級薄片陣列和隨機束狀網絡等多種形式的納米線。Lim博士等還發現，用CVD技術量產的納米線的結構是高度結晶且有序的，它們良好的導電性與類一維材料行為，與理論預測一致。

研究人員表示，高結晶度長納米線的成功量產無疑將幫助物理學家深入研究類一維材料的奇特結構及量產合成，更重要的是，它也為製造透明、靈巧的高效電子設備奠定了基礎。

編譯：德克斯特 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《納米快報》

期刊編號：1530-6984

原文連結：https://phys.org/news/2020-12-atomic-scale-nanowires-scale.html

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