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东京大学开发出制造“纳米复合晶体”的新方法

作者:管理员 来源:本站 浏览数:1908 发布时间:2016-6-20 14:35:27


  东京大学2016年6月3日宣布开发出了新工艺,可以通过简单的步骤制作出氧化物内嵌金属纳米柱状结构的“纳米复合晶体”。将这种晶体作为利用阳光分解水制备氢气的光催化剂使用,可以显著提高水分解的效率。
  一般来说,制作金属与氧化物的复合结构要使用昂贵的光刻、实施多种微细加工的自上而下工艺,导致成本增加。此次东京大学采用了晶体自主生长的自下而上技术,即自组装工艺。具体方法如下。
  在使用脉冲激光沉积法制作高品质薄膜的同时,使金属纳米柱状晶体通过自组装的方式,在其内部生长。通过优化晶体生长的温度、氧压、生长速度,打破了最新型自上而下工艺的局限性,实现了直径5nm、长度20nm的微小纳米柱状结构的自组装。
  该结构的金属与氧化物的界面通过肖特基连接接合,可以高效分离正负电荷。通过使无数的金属纳米柱状晶体分散在薄膜内,促进了水的分解反应。纳米柱状晶体的组成元素采用铱(Ir)、薄膜的主要成分采用钛酸锶(SrTiO3),这样的组合显示出了非常高的效率。
  该项目是东京大学与名古屋大学、高能源加速器研究机构、东京理科大学的合作研究项目。研究成果已于6月3日刊登在英国的科学期刊《Nature Communications》的网络版上。