FEBID技術助力3D打印純金納米結構
日前，維也納技術大學（TUWien）的科學家們發(fā)現(xiàn)了一種用FEBID技術3D打印純金納米結構的方法。所謂的FEBID技術，聚焦電子束誘導沉積的簡寫，使用一種來自掃描電子顯微鏡的電子束來將氣態(tài)前軀體分子凝結成固體沉積在表面上，這項研究為制造商們打造黃金設備提供了一項很有前途的新方法。
典型的不純FEBID黃金（a）與使用新方法制造的FEBID黃金（b）相比
眾所周知，黃金被認為是一種昂貴的材料，這主要是因為它經(jīng)常被用于制造珠寶、首飾和其他奢侈品，而實際上，這種金屬在制造功能性納米結構時也很有用。在電漿設備、帶固化抗體的生物傳感器，以及電觸點等高科技設備中，圖案化的黃金納米結構都是關鍵部件。但直到現(xiàn)在，黃金納米結構一直是2D的形式為主，而維也納技術大學的研究人員在HeinzWanzenboeck博士的領導下，發(fā)現(xiàn)了是用FEBID技術打印出3D形式的黃金納米結構的新方法。目前他們的研究結果已經(jīng)發(fā)表在了《ScientificReports》雜志上，論文題目是《通過電子束誘導沉積生長出高度導電性的純金結構》。
FEBID是一種在單獨的過程中制造自定義的2D和3D納米結構的方法，不使用掩模或者光刻膠。在這個過程中，一臺電子顯微鏡聚焦電子束以分解一種金屬有機前驅體，它起的作用就像一臺3D打印機，只不過這臺3D打印機的分辨率高達1納米。不過，金屬有機前驅體在經(jīng)過電子誘導分解后通常會產(chǎn)生帶高含碳污染物的金屬，而Wanzenboeck及其團隊的目標就是制造出材料純度更高的黃金。
據(jù)悉，使用常規(guī)FEBID方法沉積的黃金通常包含原子百分率高達70的碳，而剩下30%才是黃金原子，而Wanzenboeck開發(fā)的新方法通過在黃金沉積過程中原位添加氧化劑可以制備出純金結構。“很多人在過去10年里一直在努力實現(xiàn)直接沉積純金納米結構。”Wanzenboeck說。“它是有點像尋找傳說中的點石成金術，將普通的、毫不起眼的材料變成黃金。”
科學家稱，通過這種方式沉積出來的純黃金結構表現(xiàn)出了極低的電阻率，接近于散金。要知道，EBID金結構通常會有大約1歐姆厘米的電阻率，這個數(shù)字大約是最純凈的散金的100萬倍，而經(jīng)過改進的FEBID工藝則只產(chǎn)生8.8微歐姆厘米的電阻率，只有純金（2.4微歐姆厘米）的4倍。
研究人員們認為，這項新技術意義重大，尤其是在光子學和生物電子學設備領域。“這種高度導電的純金結構將為新型電子器件打開一扇新的門。”MostafaMoonirShawrav博士和Dipl.Ing.PhilippTaus博士評論說，他們是該論文的兩位作者。“舉個例子，它將更容易制造出可用于納米天線和生物分子固化裝置的純金結構，這將改變我們的日常生活。"
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