焦耳加熱能將矽奈米鏈變成奈米碳管
- 上線日期：2009/9/11 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
目前奈米碳管(carbon nanotube, CNT)的製作主要是以鐵或鎳等過渡金屬做為催化劑，利用化學氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)合成。最近日本大阪(Osaka)大學與東北(Tohoku)大學的研究人員發展出一套合成奈米碳管的新方法，作法是利用焦耳加熱法(Joule heating)將絕緣的矽奈米鏈(nanochain)轉換成為奈米碳管。
奈米鏈是由包覆著絕緣氧化物的矽奈米微粒所組成，微粒間以氧化物交替相連而形成奈米線。由於矽結晶被氧化物分隔成片段，因此奈米鏈並不會導電。另一方面，奈米碳管會導電，因此可預期奈米線在經過處理後，導電性會大幅增加。
科學家利用微操作器(micromanipulator)，在將電流施加在穿透電子顯微鏡內的個別矽奈米鏈上，這這種實驗架構讓研究人員可以當場觀察到矽奈米鏈變換成奈米碳管的過程。一如預期，奈米線的導電性在轉換後果然增加了。
焦耳加熱使奈米鏈表面的碳雜質聚集並形成碳膜，奈米鏈內部的氧化物則揮發而留下空腔。這個過程讓科學家能將奈米線的傳導特性由絕緣性改變成導電性，或許可以成為在預製(pre-defined)的電極間建立導電通道的理想方法─將矽奈米鏈隨意散佈在電極表面，再通電流加熱。
目前該研究小組正在進一步研究控制這種轉換，以應用在合適的元件上。詳見Nanotechnology 20, p.335602 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/40176
譯者:羅英豪(逢甲大學光電學系)
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