Cấu trúc Nano Một Chiều: Tổng hợp, Đặc trưng và Ứng dụng
Tóm tắt
Bài báo này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các hoạt động nghiên cứu hiện tại tập trung vào cấu trúc nano một chiều (1D)—dây, que, dây đai và ống—với kích thước ngang nằm trong khoảng từ 1 đến 100 nm. Chúng tôi dành phần lớn sự chú ý cho các cấu trúc nano 1D được tổng hợp với số lượng tương đối lớn bằng các phương pháp hóa học. Chúng tôi bắt đầu bài báo này bằng một cái nhìn tổng quan về các chiến lược tổng hợp đã được áp dụng để đạt được sự phát triển 1D. Sau đó, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết về những phương pháp này trong bốn phần tiếp theo: i) sự phát triển hình học không đồng nhất do cấu trúc tinh thể của vật liệu rắn quy định; ii) sự phát triển hình học không đồng nhất bị hạn chế và được định hình bởi các khuôn khác nhau; iii) sự phát triển hình học không đồng nhất được điều khiển bởi động học thông qua sự bão hòa quá mức hoặc thông qua việc sử dụng một tác nhân bao phủ phù hợp; và iv) những khái niệm mới chưa được chứng minh đầy đủ, nhưng có tiềm năng dài hạn trong việc tạo ra các cấu trúc nano 1D. Tiếp theo là một cuộc thảo luận về các kỹ thuật tạo ra các loại dây nano hợp cấu trúc quan trọng khác nhau. Đến cuối bài báo này, chúng tôi nhấn mạnh một loạt các tính chất độc đáo (ví dụ: nhiệt, cơ học, điện tử, quang điện, quang học, quang phi tuyến và phát xạ trường) liên quan đến các loại cấu trúc nano 1D khác nhau. Chúng tôi cũng sẽ thảo luận ngắn gọn về một số phương pháp có thể hữu ích cho việc lắp ráp các cấu trúc nano 1D thành các thiết bị chức năng dựa trên giao điểm thanh chéo, và các kiến trúc phức tạp như mạng 2D và 3D định kỳ. Chúng tôi kết thúc bài tổng quan này bằng những quan điểm cá nhân về các hướng mà nghiên cứu trong tương lai về lớp vật liệu nano cấu trúc mới này có thể hướng tới.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
See for example Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology(Ed: H. S. Nalwa) Academic Press New York2000.
Nanostructured Materials: Clusters Composites and Thin Films(Eds: V. M. Shalaev M. Moskovits) American Chemical Society Washington DC1997.
Nanomaterials: Synthesis Properties and Applications(Eds: A. S. Edelstein R. C. Cammarata) Institute of Physics Philadelphia PA1996.
Acc. Chem. Res. 1999 32
Dagani R., 2000, C&EN News, 27
Future Trends in Microelectronics: The Nano Millennium(Eds: S. Luryi J. Xu A. Zaslavsky) Wiley‐Interscience New York2002.
Likharev K.K., 1992, Sci. Am., 80
Physics of Quantum Well Devices(Ed: B. R. Nag) Kluwer Dordrecht The Netherlands2000.
Molecular Beam Epitaxy: Fundamentals and Current Status(Eds: M. A. Herman H. Sitter) Springer Berlin1996.
1998, MRS Bull., 2, 15
Klimov V.I., 2000, Science, 314, 290
1999, MRS Bull., 24, 20
Levenson M.D., 1995, Solid State Technol., 81
Dunn P.N., 1994, Solid State Technol., 49
2002, Acc. Chem. Res., 36, 997
E. I. Givargizov Highly Anisotropic Crystals(Eds: M. Senechal S. College) Reidel Dordrecht The Netherlands1987.
Meyer K.H., 1937, Helv. Chim. Acta, 61, 1932
L. Stryer Biochemistry 3rd ed. W. H. Freeman and Company New York1988 p. 261.
K. W. Bagnal The Chemistry of Selenium Tellurium and Polonium Elsevier New York1966.
A. A. Kudryavtsev The Chemistry & Technology of Selenium and Tellurium Collet’s London1974 pp. 1–8.
L. I. Berger Semiconductor Materials CRC Press Boca Raton FL1997 pp. 86–88.
Tellurium(Ed: W. C. Cooper) Van Nostrand Reinhold Co. New York1971.
A. A. Kudryavtsev The Chemistry & Technology of Selenium and Tellurium Collet’s London1974 pp. 227–237.
T. C. Carter Thermoelectric and Thermomagnetic Effects and Applications McGraw‐Hill New York1967.
A. A. Kudryavtsev The Chemistry and Technology of Selenium and Tellurium Collet’s London1974 p. 53.
Extended Linear Chain Compounds(Ed: J. S. Miller) Plenum Press New York1982.
Chemistry and Physics of One‐Dimensional Metals(Ed: H. J. Keller) Plenum Press New York1977.
E. I. Gerzanich V. A. Lyakhovitskaya V. M. Fridkin B. A. Popovkin inCurrent Topics in Materials Science Vol. 10 (Ed: E. Kaldis) North‐Holland Publishing Company Amsterdam1982 pp. 55–190.
M. Madou Fundamentals of Microfabrication CRC Press Boca Raton FL1997.
Kapon E., 1992, Phys. Phys. Lett., 60, 477
Wegschneider W., 1994, Appl. Phys. Lett., 65, 2512
J. L. Vossen W. Kern Thin Film Processes Academic Press New York1978.
R. L. Fleisher P. B. Price R. M. Walker Nuclear Tracks in Solids University of California Press Berkeley CA1975.
A. Despic V. P. Parkhutik inModern Aspects of Electrochemistry(Eds: J. O. Bockris R. E. White B. E. Conway) Vol. 20 Plenum Press New York1989 Ch. 6.
Li M., 1999, Nature, 10, 1358
Sun Y., 2003, Adv. Mater., in press
Whisker Technology(Ed: A. P. Levitt) Wiley‐Interscience New York1970.
J. A. Venables Introduction to Surface and Thin Film Processes Cambridge University Press Cambridge2000 p. 4.
L. Isaacs D. N. Chin N. Bowden Y. Xia G. M. Whitesides inSupermolecular Technology(Ed: D. N. Reinhoudt) John Wiley & Sons New York1999 pp. 1–46.
Yin Y., 2003, J. Am. Chem. Soc., 125, in press
T. B. Jones Electromechanics of Particles Cambridge University Press Cambridge UK1995.
Silicon Chemical Etching(Ed: J. Grabmaier) Springer‐Verlag Berlin1982.
D. Li Y. Wu P. Kim L. Shi N. Mingo L. Yang P. Yang A. Majumdar 2003 unpublished.
Petch N.J., 1953, J. Iron Steel Inst., 174, 25
G. Dresselhaus M. S. Dresselhaus Z. Zhang X. Sun Int. Conf. on Thermoelectrics Nagoya Japan 1998 IEEE Piscataway NJ1998 p. 43.
Y. Sun B. Mayers Y. Xia 2003 unpublished.