中科院近物所劉杰研究員主持的"西部之光"項目：重離子徑跡中納米微針的形成和制備取得重要進展,金納米線陣列的相關(guān)研究成果已在國際納米科技領(lǐng)域的著名期刊《納米技術(shù)》(Nanotechnology)上發(fā)表(Vol.17, 1922-1926, 2006).

  由于金納米線擁有良好的電、熱、機械等特性,在納米電子學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景.然而,這些特性強烈地依賴于納米線的形狀和晶體結(jié)構(gòu).利用重離子徑跡模板結(jié)合電化學(xué)沉積的方法可以很好地控制納米線的晶體結(jié)構(gòu)和形狀.劉杰領(lǐng)導(dǎo)的科研組利用高能重離子轟擊聚合物薄膜形成離子徑跡,經(jīng)過化學(xué)蝕刻獲得重離子徑跡模板,采用電化學(xué)沉積的方法成功地將金填充到納米尺度的孔道中,制備出了不同晶體結(jié)構(gòu)、直徑小到20納米的金納米線陣列.利用這種方法制備出的納米線表面光滑、線徑均勻(圖1).通過對電化學(xué)沉積條件的控制,獲得了單晶金納米線(圖2a、2b)和多晶金納米線(圖2c),并發(fā)現(xiàn)單晶結(jié)構(gòu)金納米線的擇優(yōu)取向為[110]方向,而多晶納米線具有較好的柔韌度(圖2b).另外,他們還利用掃描隧道顯微鏡對金納米線的結(jié)構(gòu)進行了分析,確定了多晶金納米線的晶粒尺寸約為10 納米. 

  多晶金納米線掃描隧道顯微鏡(STM)照片

多晶(a、b)和單晶(c) 高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)照片以及相應(yīng)的選區(qū)電子衍射花樣
 

  單晶(a)、多晶(b)金納米線掃描電子顯微鏡(SEM)照片