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。科學(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(jìn)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(jìn)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。”該研究的另一作者、該大學(xué)材料工程師邁克爾·麥吉爾補(bǔ)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(jìn)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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