科学家找到将纳米晶体组装成光电元件的方法

导读：澳大利亚科学家开发了一种可将单个纳米粒子组装到可利用模板的可控方法。

据外媒报道，澳大利亚科学家开发了一种可将单个纳米粒子组装到可利用模板的可控方法。据悉，这种新纳米晶体组装方法可能会给一系列基于光子打造的消费级设备和技术诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑显示器、摄像头镜头、生物传感器、太阳能电池和PIC等带来改变。

这项研究则是由墨尔本大学ARC激子科学卓越中心领导。

ARC激子科学卓越中心是由澳大利亚研究委员会资助，其研发的目标是将研究人员和工业界聚集在一起。该中心是澳大利亚大学和国际合作伙伴的合作项目，其目的是能找到能更好控制先进分子材料对光线吸收和转化的方法。

虽然纳米晶体眼下已经有着广泛的用途且还有许多潜在的应用前景，但它们通常是用湿化学方法制成，当寻求将它们有效地纳入设备时这就给科研人员带来了挑战。

激子科学中心的研究人员则展示了一种高效且可控的方法，它们将单纳米颗粒直接组装到一个预先形成的模板中。相关研究报告已发表在《Advanced Materials》上。

来自墨尔本大学和澳大利亚国家科学机构CSIRO的研究人员通过使用一定强度的电场即电泳沉积(EPD)技术创造出了一个近乎完美的单纳米晶体阵列，当中用的则是金纳米球和金纳米棒。

另外，研究人员还通过调整应用于该领域的材料的潜力发现，他们能够决定纳米晶体是在垂直还是水平配置条件下组装。

这项研究的论文第一作者Heyou Zhang博士生指出：“传统的纳米制造方法通常产生的是2D纳米结构。这种方法却可以在垂直和水平方向上组装，并且还可以控制表面上的纳米粒子，因此它为纳米级结构制造创造了更多的机会。”

虽然论文的重点是金纳米晶体的组装，但这项技术已经被应用到了半导体量子点、磁性纳米粒子和有机纳米粒子。

这项研究的下一个目标就是创造一个单量子点“开关”，它将可以构成逻辑门的一部分或用于高密度信息存储的存储像素。

Heyou表示：“我们可以使用组装的金纳米晶体阵列作为等离子体像素，这是一个高纯度和色彩饱和度的彩色显示单元。它具有非常独特的颜色和角度或偏振相关的特性，这在医学成像或安全特性方面具有潜力。”

另外他还认为，作为一种通用的纳米材料组装方法，这种方法具有巨大的潜力--“我们可以使用这些粒子来构建可重构的金属镜片比如你手机上的镜片。手机摄像头镜头的厚度受到光学几何形状的限制，但通过这种方法，你或许可以将其缩小到微米级别。”

现在，该研究中心正在寻找能将这种新型EPD工艺规模化的合作伙伴。