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科研人员提出孔径小于10纳米的固态纳米孔制备新要领

栏目:行业资讯 宣布时间:2023-07-04
近代物理研究所7月3日讯:近日 ,中国科学院近代物理研究所质料研究中心与俄罗斯杜布纳联合核子研究所相助 ,研发出一种孔径小于10纳米的固态纳米孔制备新技术。相关研究结果宣布在《纳米快报》(Nano Letters)上。

高质量固态纳米孔的制备是DNA测序、纳流器件以及纳滤膜等应用的要害技术。目今 ,在无机薄膜质料中制备固态纳米孔的主流要领是聚焦离子/电子束刻蚀。该要领在制备历程中需实时反响 ,更适合于单个纳米孔的制备。因此 ,探索孔径可调、孔密度可控和无需实时反响的固态纳米孔快速制备技术具有重要的科学意义。

科研人员基于兰州重离子研究装置(HIRFL) ,利用快重离子作用于WO3纳米片质料 ,实现了直接“打孔”的制备要领。同时 ,科研人员利用分子动力学模拟对物理机理进行解释 ,发明重离子在质料中的沉积能量会引起质料局域瞬时熔融喷发 ,以及熔融相的粘度和外貌张力巨细是决定纳米孔形成的要害因素。

该要领通过改变重离子的电子能损调控孔径巨细 ,改变重离子辐照注量调理孔密度 ,使得整个制孔历程一步完成 ,不涉及化学蚀刻 ,具有一定的普适性和应用潜力。 

该事情为重离子束应用于固态纳米孔制备开辟了新途径 ,并为解释重离子在固体质料中潜径迹形成的微观机理提供了重要的理论依据。研究事情获得国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院青年立异增进会等的支持。 

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快重离子在WO3纳米片中直接形成纳米孔示例 图/徐丽君 翟鹏飞  



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