自组装nano-walls;支持cvd的2D材料;寻找碳纳米管。
自组装nano-walls
德克萨斯农工大学和国际碳中性能源研究所使用了一种自组装过程发明了一种新技术称为“nano-walls”。
研究人员使用普通的喷枪来制造自组装纳米颗粒薄膜。(资料来源:德州农工大学)。
研究人员开发了一种方法，使用普通的喷枪将薄而平的纳米板表面涂层应用于表面。当应用于像墙壁这样的表面时，纳米板自组装成纳米墙。纳米壁作为坚硬的屏障，阻止氧气到达表面。
该技术可用于金属表面的防腐涂料。在未来，纳米薄片可以用于工业应用中的气体分离膜。研究人员甚至对开发对磁场敏感的智能纳米墙感兴趣。
这项技术本身涉及大规模的、不对称的胶体粒子的自组装，进而产生纤维。该喷涂方法可用于制备含有磷酸锆纳米片的薄、柔性、透明环氧薄膜。纳米板自组装成平行于衬底的层状排列。
支持cvd的2D材料
半导体行业的下一件大事可能是二硒化钼，这是一种二维材料，可用于开发未来的场效应晶体管(fet)。这种材料具有良好的静电性能，非零带隙，原子尺度厚度和原始界面。问题是这种材料很复杂，很难在实验室合成。
然而，莱斯大学和南洋理工大学发明了一种制造方法吗一原子厚的二硒化钼层。使用化学气相沉积(CVD)，研究人员证明了在环境压力下生长均匀的二硒化钼单层的能力，从而形成大型单晶岛。
这张来自扫描透射电子显微镜的图像显示了二硒化钼二维薄片中的单个原子。来源:E. Ringe/Rice大学
利用这项技术，研究人员设计了一种场效应晶体管。他们还发现二硒化钼的电子性能和迁移率优于二硫化钼。二硒化钼和二硫化钼属于一类被称为过渡金属二卤属化合物的材料。二硫化钼是一种类似的材料，已被研究用于类似的应用。
光致发光强度和峰位表明，二硒化钼单层的直接带隙为1.5 eV。基于单层的后向门控场效应晶体管表现出n型通道行为，平均迁移率为50cm2 V-1 s-1。
赖斯大学材料科学与纳米工程系主任Pulickel Ajayan在大学网站上说:“这种新方法将使我们能够在许多应用中利用二硒化钼的特性。”“石墨烯现在可以很容易地制成大块，但与之不同的是，许多有趣的二维材料仍然难以合成。现在我们有了一种稳定、有效的方法来生产二维二硒化钼，我们计划将这一稳健的程序扩展到其他二维材料。”
发现碳纳米管
碳纳米管是碳基圆柱形结构。预计它们将被用于大量的应用程序中。问题是单个碳纳米管的结构和表面化学很难用目前的计量技术来辨别。
理研先进光子学中心发明了高分辨率显微镜可以分解单个碳纳米管的技术。研究人员使用了基于stm的尖端增强拉曼光谱(STM-TERS)，在环境中具有1.7nm的空间分辨率。
拉曼光谱学涉及用激光激发材料表面。该技术测量激光从表面散射后能量的变化。
尖端增强拉曼光谱(TERS)用于实现接近分子的分辨率。这是通过在材料表面传递一个金属尖端来增强附近分子的信号来实现的。使用原子力显微镜(AFM)尖端，TERS的分辨率约为10nm至20nm。
研究人员用扫描隧道显微镜(STM)尖端取代了AFM尖端。金属STM尖端的位置可以比AFM更精确地控制。根据研究人员的说法，这反过来又使得扫描尖端和表面之间的间隙小于1nm的材料成为可能。
目前基于stm的技术和STM-TERS方法需要低温和超高真空。理研的STM-TERS技术可以在环境压力和温度下与一个紧凑的室一起使用。这扩大了可探测材料的范围。理化研究所的Norihiko Hayazawa在该组织的网站上说:“DNA测序、生物膜上的蛋白质动力学和有机太阳能电池都需要环境条件。”
Hayazawa说:“通过我们的STM-TERS系统，我们已经实现了1.7纳米的分辨率，这意味着碳纳米管可以在其直径的尺寸上被可视化。”“这使得我们第一次可以在不平均的情况下从光学上提取碳纳米管的局部性质。”
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