InfoMat:成分调控与结构工程实现无机纳米线材料先进物性及应用
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以纳米线为代表的一维纳米结构在过去近三十年得到广泛研究。可控制备、物性探索方面均取得了巨大进展。源于较大的比表面积,一维限域的电子、光子传输等特征,许多异于块体材料的新颖物性得以发现,为功能化应用奠定基础。然而,在具体的应用当中,仅仅被动了解材料本身所具有的理化特性并不能满足多功能、立体化的纳米线器件要求。幸运的是,得益于快速发展的自下而上生长工艺以及先进的微纳加工技术,基于成分、结构设计策略能够实现对单个纳米线的物性调控。因此,很大程度上可以根据器件要求对纳米线进行“私人订制”,这将大大拓展纳米线的应用领域。以此为逻辑主线,来自中山大学材料科学与工程学院的王成新教授,孙勇研究员研究组在InfoMat上发表了题为“Compositional and structural engineering of inorganic nanowires toward advanced properties and applications”的综述文章。
文章介绍了纳米线在电学,光子学,力学等方面的基本特性,进而提出面向先进物性与应用的具体设计方向;同时从材料微观结构与电子行为层面分别阐述了内在机制。紧接着,列举了近年来此策略在光电探测器,化学传感,生物电子学领域取得的进展。
最后,基于纳米线本身不可替代的结构优势,作者展望了其功能化,器件化方向与基本策略。比如,得益于纳米线良好的柔性、自支撑,一维传导特性,单个结构可以制作成为亚微米尺度下的功能探针;通过选择合适的组装工艺,能够实现具有特殊功能与应用前景的纳米线纸,纳米线海绵等三维结构。根据具体的器件构型与材料体系特点,利用成分与结构工程对纳米线的物性进行调控,最终实现先进的性能指标。
该工作发表在InfoMat(DOI: 10.1002/inf2.12049)上。
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