國外使用3D打印造出純金納米結構 電阻率極低
發布時間：2016/10/31 訪問人數：1808次
納米級聚焦電子束誘導沉積（FEBID）3D打印技術制造出純金納米結構
資料圖：典型的不純FEBID黃金（a）與使用新方法制造的FEBID黃金（b）相比
原標題：納米級聚焦電子束誘導沉積（FEBID）3D打印技術制造出純金納米結構
維也納理工大學（TU Wien）研究人員發現了一種使用聚焦電子束誘導沉積（FEBID）的3D打印的純金納米結構，FEBID是一種増材直寫光刻技術。這一工作為制造商生產黃金設備提供了一種很有前途的新途徑。
黃金被認為是一種有價值的材料，主要得益于它在昂貴的珠寶、首飾和其他奢侈品上的使用。然而，這種金屬也具有非常理想的功能納米結構。
復寫金的納米結構是電漿設備以及固定化抗體的生物傳感器和電接觸設備的關鍵部件。然而，到現在為止，黃金納米結構主要是二維的，即使用抗蝕劑為基礎的光刻技術。由海因茨·萬森伯格博士領導的維也納理工大學研究人員，已經找到一種方法來制造3D打印金納米結構，即利用聚焦電子束誘導沉積（FEBID）技術。他們的研究結果已發表在科學報告中。
聚焦電子束誘導沉積（FEBID）是在單一工藝過程制造自定義二維和三維納米結構的方法，不使用防護或抗力。在這個過程中，聚焦電子束的電子顯微鏡被用來分解有機金屬前體，如同一個分辨率為1納米的納米級3D打印機。不幸的是，電子誘導有機金屬前體通常會分解出高碳污染的金屬；萬森伯格和維也納理工大學團隊的目標就是生產具有更高純度的黃金。
傳統的FEBID金沉積通常含有約70%原子的碳和30%原子的黃金，開發的新方法通過在原位沉積金添加氧化劑成形純金制造結構。“整個團隊在過去的10年里都在努力直接沉積純金納米結構，”萬森伯格說，“這有點像發現了傳說中的魔法石，把常見的、不出彩的材料變成金子。”
這種沉積的純金結構表現出極低的電阻率，接近塊狀黃金。相反，一個FEBID金結構通常電阻率約為1歐姆每毫米，比純粹的塊狀金約差一百萬倍。特別增強的FEBID過程產生的電阻率為8.8微歐姆每厘米，差不多是純凈黃金（2.4微歐厘米）的四倍。
據研究人員介紹，新技術的影響將是重大而深遠的，特別是在納米等離子體和生物電子器件領域。“極高的導電性和純黃金結構將打開納米電子器件的新的大門，”姆斯特法博士和菲利普博士評論道，他們都是論文的作者。例如，它會更容易為納米天線和生物分子固定化產生純金的結構，這將改變我們的日常生活。”
研究人員的論文名為“通過電子束誘導沉積生長的高導電性和純金納米結構”，已經通過科學報告的審議。（工業和信息化部電子科學技術情報研究所 宋文文）來源：中國國防科技信息網
