AOA体育APP下载 - aoa点com—有一篇关于单晶金属箔外观的大文章

日期:2022-11-20 01:07:01 | 人气:

本文摘要:通过惩罚退火处理,研究人员制备了不同外观结构的单晶铜箔。就像克隆技术可以创造出完全相同的基因拷贝一样,利用化学中的籽晶生长技术可以生产出外观和质地相同的金属箔。根据外观和结构的不同,单晶金属箔可以对应不同的应用偏置,如(1)作为制备二维材料的基材;(2)调整沉积材料性质;(3)完全选择性催化反应;(4)制造特殊金属线。虽然单晶金属箔的应用规模非常广泛,但由于研究人员对控制生长过程缺乏深入了解,籽晶生长技术很少用于金属箔的制造。

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通过惩罚退火处理,研究人员制备了不同外观结构的单晶铜箔。就像克隆技术可以创造出完全相同的基因拷贝一样,利用化学中的籽晶生长技术可以生产出外观和质地相同的金属箔。根据外观和结构的不同,单晶金属箔可以对应不同的应用偏置,如(1)作为制备二维材料的基材;(2)调整沉积材料性质;(3)完全选择性催化反应;(4)制造特殊金属线。虽然单晶金属箔的应用规模非常广泛,但由于研究人员对控制生长过程缺乏深入了解,籽晶生长技术很少用于金属箔的制造。

《自然》杂志报道多维碳材料中心的丁峰教授和北京大学的刘开慧教授接受了氧化退火和籽晶生长的策略,获得了优于30种A4纸的铜箔。丁教授等人长期从事铜箔材料的研究,铜箔是支撑石墨烯等二维材料生长的主要衬底之一。之前他们在《科学通报》杂志上报道了单晶铜箔的制备方法,但是这种方法得到的铜箔主要是Cu(111),没有台阶边缘,也没有弯曲结构。

借助理论计算,研究人员发现Cu(111)的外观最低,更容易形成。因此,他们认为通过调整铜箔的外观能量,可以获得理想外观类型的单晶金属箔。为了获得各种外观结构的单晶金属种子,研究人员首先将多晶铜箔氧化,然后在铜熔点附近的高温(1020摄氏度)下退火几个小时。铜氧化后,其上下表面被一层氧化铜(CuxO)覆盖,纯铜消失成两个Cu- CuxO界面。

这种变化使得退火的驱动力从表面能变为界面能。该论文的作者丁教授解释说:“铜箔与外观能之间的界面能差可以忽略不计。因此,多晶铜箔可以随机退火,形成各种类型的单晶。

”通过退火处理制造单晶铜箔的过程可以分为两个阶段。首先将种子外观结构复制到大块多晶铜箔的底部,形成具有特定外观结构的异常晶粒。这种晶粒尺寸比其他晶粒大得多,具有进一步生长的优势。

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然后,异常晶粒的生长最终促进了具有特定外观结构的大单晶铜箔的形成。除了铜箔,研究人员已经证实,这种种子生长策略也可以用来制造其他金属的大单晶箔。刘教授说:“我们的研究结果为大规模合成不同形貌的超大尺寸过渡金属单晶薄膜提供了一种实用的方法。这是基础科学与工程应用中期待已久的成果。

利用这种方法,我们可以在微器件中使用单晶金属作为导电通道,使用单晶金属箔作为定向合成二维材料的模板,还可以对特定结构的单晶箔的出现进行选择性催化反应。”研究人员的下一步是在原子水平上理解这种氧化诱导的种子生长机制,并进一步合成其他金属或合金的单晶金属箔,以探索它们的潜在应用。

编纂:雷新宇评:主编:唐刊:《自然》期年。0028-0836原文链接:https://www。

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