城大研究人员发明低温合成方法为下一代电子产品制作优质碲纳米网

由城市大学(城大)研究人员领导的合作团队最近发明了一种创新方法，以比传统方法更低的温度和生产成本合成高质量的半导体纳米网。这些发现将有助于实现下一代电子产品纳米网格的大规模生产。

纳米网格是由纳米线网络形成的纳米级材料。几十年来，由结晶无机材料制成的纳米线等一维材料被广泛探索为新兴电子产品的主要驱动力，因为它们具有机械柔韧性、能源效率和光学透明度等特性。然而，纳米线半导体的可扩展性、可集成性和成本效益不足，限制了其在大面积电子和光电应用方面的潜力。

为克服这些不足，由城大科学家领导的研究团队取得突破，发明低温气相生长方法，可实现大规模合成半导体碲(Te)纳米网，用于器件。

“在电子产品中使用碲纳米网格有望满足当今物联网(IoT)应用的新兴技术需求。是次研究的进展标志着功能碲纳米网的大规模生产迈出了重要的一步，使其他方式无法实现的潜在应用成为可能。」

新开发的方法可以在各种基材上以可扩展且具有成本效益的方式在各种基材上生产高质量的碲纳米网，包括氧化硅、聚合物(可拉伸塑料)，甚至纸张。

为了启动生长过程，首先将碲源粉末汽化并带到生长基质上，然后用氩气在100°C下加热。通过利用材料的多尺度范德华相互作用原理设计这种新颖的合成方法，研究团队成功地创建了由自组装和自焊接的碲纳米线组成的纳米网格，这些纳米线在100°C的低温下横向在任意表面上蒸气生长，这是传统方法无法实现的。

由于需要比正常温度低得多的温度，并且纳米网格可以在各种基板上生长，因此生产成本较低。此外，在研究中发现碲纳米网生长中的自焊接工艺对于提高器件性能和确保柔性电子产品的机械鲁棒性至关重要。

该团队进行的实验展示了碲纳米网格的多功能应用，包括微米级图案化的能力，高迁移率晶体管的制造以及在纸上生产快速灵敏的红外光电探测器(光响应时间小于3微秒)。

“所有获得的设备指标都与最先进的设备相当，但可以以更低的成本生产。它们有望满足新兴的技术需求，“何教授说，”这一最新发展改善了纳米网格的传输和光电性能，并解决了对目标器件基板与纳米网格生长过程之间兼容性的担忧。因此，现在可以在各种技术功能表面上以可扩展且具有成本效益的方式生产设备。

研究结果发表在科学杂志Nature Communications上，标题为“任意表面上的范德华纳米网格电子学”。

第一作者是城大MSE博士后Meng You博士和李晓翠博士。通讯作者为何教授、城市大学理学院副院长(外展及国际化)兼化学副教授黄俊源博士，以及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所副教授王飞博士。合作者包括来自MSE的陈福荣教授，以及来自九州大学，中国电子科技大学，郑州大学和北京工业大学的研究人员。