孔徑小于10納米的固態(tài)納米孔制備新方法
近日,中國科學院近代物理研究所材料研究中心與俄羅斯杜布納聯(lián)合核子研究所合作,研發(fā)出一種孔徑小于10納米的固態(tài)納米孔制備新技術。相關研究成果發(fā)表在《納米快報》(Nano Letters)上。 高質量固態(tài)納米孔的制備是DNA測序、納流器件以及納濾膜等應用的關鍵技術。當前,在無機薄膜材料中制備固態(tài)納米孔的主流方法是聚焦離子/電子束刻蝕。該方法在制備過程中需實時反饋,更適合于單個納米孔的制備。因此,探索孔徑可調、孔密度可控和無需實時反饋的固態(tài)納米孔快速制備技術具有重要的科學意義。 科研人員基于蘭州重離子研究裝置(HIRFL),利用快重離子作用于WO3納米片材料,實現(xiàn)了直接“打孔”的制備方法。同時,科研人員利用分子動力學模擬對物理機理進行解釋,發(fā)現(xiàn)重離子在材料中的沉積能量會引起材料局域瞬時熔融噴發(fā),以及熔融相的粘度和表面張力大小是決定納米孔形成的關鍵因素。 該方法通過改變重離子的電子能損調控孔徑大小,改變重離子輻照注量調節(jié)孔密度,使得整個制孔過程一步完成,不涉及化學蝕刻,具有一定的普適性和應用潛力。 |