美研究稱焊接納米線可以只用一束光
美國科學(xué)家設(shè)計出一種新的納米線焊接技術(shù)，可使用表面等離子體光子學(xué)，用一束簡單的光將納米線焊接在一起。發(fā)表于剛剛出版的《自然·材料學(xué)》雜志上的最新研究有望促成新式電子設(shè)備和太陽能設(shè)備的出現(xiàn)。
目前，有些納米學(xué)家正專注于制造由金屬納米線組成的導(dǎo)電網(wǎng)格，這樣的網(wǎng)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(yīng)用于下一代觸摸屏、視頻顯示器、發(fā)光二極管及薄膜太陽能電池等領(lǐng)域。
然而，在制造這樣的網(wǎng)格的處理過程中，必須對精巧的網(wǎng)格施加熱或壓力，才能將形成網(wǎng)格的呈十字形擺放的納米線熔接在一起，而這又會破壞網(wǎng)格。
最新納米線焊接技術(shù)解決了上述問題。新技術(shù)的核心是表面等離子體光子學(xué)的物理屬性——光以波的形式流過金屬的表面并和金屬相互作用。表面等離子體光子學(xué)使基于表面等離子體激元的元件和回路具有納米尺度，從而可實現(xiàn)光子與電子元器件在納米尺度上完美聯(lián)姻�？茖W(xué)家們用電子顯微鏡分別對光照在納米線上之前和之后進行拍攝，圖片對比發(fā)現(xiàn)，光照前，單個納米線一層層疊放在一起；光照后，在頂部的納米線就像天線一般，引導(dǎo)光的等離子體激元波進入底部的電線中并制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(xué)材料科學(xué)和工程學(xué)院的表面等離子體光子學(xué)專家馬克·布榮格薩姆表示：“當(dāng)兩條納米線呈十字鋪在一起時，在納米線相遇的地方，光會產(chǎn)生等離子體激元波，制造出一個熱點。然而，只有當(dāng)納米線相互接觸時才會存在熱點，當(dāng)納米線熔接在一起后，熱點就消失了。焊接阻止了熱點本身，整個系統(tǒng)因此保持完整，沒有被破壞�！痹撗芯康牧硪蛔髡�、該大學(xué)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(chǔ)材料都不會受到影響。這種精確加熱大大增加了我們對納米材料進行焊接的控制力、速度和能效�！�
科學(xué)家們表示，新方法除了能讓他們制造出更堅硬、性能更優(yōu)異的納米線網(wǎng)格之外，也有望讓他們制造出附著在柔性或透明塑料和聚合物上的網(wǎng)狀電極，這有可能讓能產(chǎn)生太陽能的廉價窗戶涂層出現(xiàn)。
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