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材料科学与工程学院王成新教授团队在可应用于极端环境下的柔性纳米电缆研究中取得重要进展

发布日期:2020-04-12 阅读量:

近日,我校材料科学与工程学院王成新教授团队在可应用于极端环境下的柔性纳米电缆研究中取得重要进展,该工作以“Millimeters long super flexible Mn5Si3@SiO2 electrical nanocables applicable in harsh environments”为题发表在Nat.Comm.上。我校材料科学与工程学院孙勇研究员为第一作者,王成新教授为通讯作者。

纳米互连导线是微电子、纳电子功能系统中不可或缺的重要组成部分,高电导率、耐受高电流密度、柔性以及优异的理化稳定性代表其先进的品质因数。一直以来,针对金属银、铜纳米线的相关研究较多。然而,没有绝缘层的裸露金属线无法直接用于输电线路,另一方面金属活泼的理化特性使其极易被氧化,无法在酸性甚至潮湿环境中应用。

图1.(a) Mn5Si3@SiO2纳米电缆的扫描电镜照片;(b) 单根线的柔性展示;(c)核壳结构展示;

(d) 单根纳米电缆在300℃左右带动红色发光二极管工作;(e) 器件衬底的红外热成像;

(f) I-V特性;(g) 高温下长时间工作电流稳定性调查。

从理化特性来讲,金属硅化物同样拥有出色的电导率,同时展现出更好的稳定性。近日,我校材料科学与工程学院孙勇研究员、王成新教授研究团队发展了一种Si-Mn-O玻璃态物质中控制Si-Mn形核、生长的动力学方法,实现了毫米级长度的Mn5Si3 @SiO2柔性纳米电缆(图1)。单根纳米线中,不论壳层厚度、还是电芯尺寸均表现出令人吃惊的均匀性(尺寸波动

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