科学家们用纳米线编织纳米带

大规模生产用于尖端电子产品和催化剂的纳米带

东京都立大学（Tokyo Metropolitan University）的研究人员已经成功地使用过渡金属硫属化物的纳米线制造出原子级薄的“纳米带”。

将成束的纳米线暴露在硫属原子气体和热量中，这有助于将线合并成窄条。鉴于该方法的可扩展性，该团队希望它能在工业生产中得到广泛应用。

随着电路变得更小、更快、更节能，科学家们面临着控制所用材料的原子级结构的挑战。一种很有希望的研究途径是使用只有几个原子宽的复杂材料线：其中一种结构由过渡金属硫属化物组成。

原子级薄的“纳米线”具有其一维结构所独有的特性。但是它们的细微之处在于它们缺乏可调性。这就是“纳米带”的用武之地，也就是窄的原子级薄片。例如，对其宽度的精细控制会导致其电子和磁性的可控变化。

在从下向上“构建”纳米带方面已经做了大量工作。然而，问题在于这些方法的可扩展性不是很高。

现在，由东京都立大学的 Hong En Lim 和 Yasumitsu Miyata 领导的一个团队提出了一种将纳米线组装成纳米带的可扩展方法。

通过采用碲化钨纳米线，他们创造了沉积在平坦基板上的线束。它们暴露在硫、硒和碲等不同硫族元素的蒸汽中。在热量和蒸汽的共同作用下，最初分离的线束成功地编织成窄的、原子级薄的“纳米带”，具有特有的锯齿形结构。
 

通过调整原始束的厚度，他们甚至可以选择这些带的方向是平行于基板还是垂直于基板，这要归功于边缘或面与底面平行的有利程度之间的竞争。此外，通过调整放置束的基板，他们可以控制带状物是随机定向还是指向单一方向。

重要的是，该方法具有可扩展性，可应用于从实验室规模制造少量带状物到在大面积基板上进行批量合成。

该团队能够确认他们创造的带状物具有奇异的电子特性，这些特性是其一维性质所独有的。

上图显示： (a) 碲化钨纳米线束暴露在硫属元素蒸汽中并加热，将纳米线束转化为窄的、原子级薄的过渡金属硫属化物带状物。 (b) 纳米线束可以转化为相对于衬底垂直和水平定向的带状物。 (c) 可以使用不同的基底材料制成随机的和 (d) 单向取向的纳米带

参考

'Nanowire-to-Nanoribbon Conversion in Transition-Metal Chalcogenides: Implications for One-Dimensional Electronics and Optoelectronics' by Hong En Lim et al; ACS Appl. Nano Mater. 2021

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