多段异质纳米线研究取得进展

多段异质纳米管与纳米线组成的分支形貌结构示意图

构筑的纳米结构之一(Y-SiNT/2AuNWs/2CNTs)，其中(a)为构筑的流程图，(b)为表征结果。

由多段异质材料纳米线与纳米管联结组成的纳米结构，是纳米光电子器件的重要组成单元，同时，这种结构在条形编码、光学读出、生物、催化、自组装和磁操纵等方面有广泛的应用前景。此前，人们虽然构筑了由多种纳米材料(结构)组成的异质纳米结构。例如：金属/聚合物、半导体/半导体、金属/半导体和金属/金属等材料组成的异质结纳米线，金属/金属纳米管异质结构，碳纳米管/纳米线异质结构，以及“树状”形貌的纳米线异质结构等，但是，这些研究尚不能有效的控制异质结构的形貌、不同部位的几何结构(管或线)与成分，而这对于构筑具有多功能的纳米器件与系统具有极其重要的意义。最近，中科院固体物理所孟国文小组在“多段异质纳米线与纳米管组成的分支结构”研究方面取得进展。首先，科研人员以分支形貌孔的氧化铝为模板，采用电沉积(生长纳米线)与化学气相沉积技术(生长纳米管)结合，获得了四种由纳米线/纳米管联结组成的复杂分支结构。在此基础上，他们在化学气相沉积前，用选择腐蚀技术腐蚀掉一小段纳米线，紧接着在纳米线的两端生长纳米管，从而筑了三种由纳米管/纳米线/纳米管组成的三段异质分支纳米结构。在上述这些结构中，组成纳米线的材料既可以是磁性和非磁性纯金属材料，也可以是其它能用电沉积方法获得的材料。例如，半导体硫化镉，磁性钴铂、镍钴合金等。就复杂结构中的纳米管而言，既可以是用化学气相沉积法生长的碳纳米管和硅纳米管，也可以是用溶胶-凝胶法获得的氧化硅纳米管。并且，在纳米管/纳米线/纳米管三段结构中，位于两端部的纳米管既可以由同种材料组成，也可以由不同材料组成。这些“多段异质纳米线与纳米管组成的分支结构”，在纳米电子学、纳米器件以及纳米系统等领域有广泛的前景。上述研究成果撰写的论文在德国《应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）网络版发表后，很快被Nature China作为Research Highlights以标题“Nanoelectronics: Now at a junction”报道。最近，该论文发表在Angew. Chem. Int. Ed. 48 (39), 7166-7170 (2009)上。同时，这篇文章被选为该期的四篇重要论文之一，在扉页上也对本文作了简要介绍。该工作得到国家杰出青年基金、“纳米研究”重大科学研究计划和中科院百人计划等资助。（来源：中科院固体物理所滕雪梅）