銀奈米線有巨大的應用潛力！彎曲奈米線的標準

彎曲奈米線的標準，KAUST的一項研究表明，排列銀奈米線的新方法使它們更耐用。這些奈米線形成靈活、透明的導電層，可用於改進的太陽能電池、應變感測器和下一代手機。將奈米技術應用於電子裝置需要對單個微小部件進行嚴格的測試，以確保它們經得起使用。銀奈米線作為聯結器顯示出巨大的潛力，它可以被佈置在柔性、近乎透明的網格中，用於觸控式螢幕或太陽能電池。

但目前還不清楚它們將如何應對彎曲和攜帶電流帶來的長期壓力。測試大樣本奈米粒子的體積特性很容易，但並不完全具有啟示性。然而，採用透射電鏡（TEM）可以檢測單個奈米粒子。博士生尼廷·巴特拉和他的導師佩德羅·達·科斯塔走在了TEM新技術發展的最前沿，他們能夠詳細研究單個銀奈米線。其主要研究是為TEM設計和製造樣品平臺原型（或晶片），能夠以無與倫比的空間解析度表徵和操縱奈米材料。

為了改進昂貴的商用晶片，這些晶片含有一種非常脆弱的膜來支援奈米顆粒，Batra和Da Costa在納米制造核心Labat KAUST的Ahad Syed的幫助下，現在已經提交了他們自己的專利，這種晶片不需要膜就可以使用。研究人員將銀奈米線從鉑電極上懸浮在定製的TEM晶片上，施加一系列電壓，直到奈米線因電流加熱而失效。發現，當直線型奈米線達到一定的高電流密度時，在區域性結構缺陷決定的點上容易斷裂。

當奈米線從一開始就彎曲時，可以看到更有趣的行為。這些樣品往往會在高壓下彎曲而不是折斷，並且顯示出一種自愈的能力，因為它們透過電線外部的碳塗層保持在一起。一些奈米線甚至在失敗之前就顯示出共振振動，比如吉他弦上的諧波。許多裝置預計會被終端使用者反覆彎曲和扭曲，這意味著將銀奈米線的電響應研究侷限於直線結構是不現實的，研究結果表明，使用彎曲的奈米線而不是筆直的奈米線。

可以將此類器件的故障率降到最低，自愈能力可以有效地延緩電路故障。許多一維金屬奈米結構被提出作為下一代電子器件的互連線。一般來說，關於電荷輸運特性的研究，考慮了具有本質上直結構的奈米線（或奈米管）中的低電流密度區域。在這種情況下，直接觀察相互連線奈米絲電氣故障是罕見的，特別是對於最初彎曲的結構。研究採用原位透射電鏡分析了懸浮銀奈米線在電流密度增大時的電響應和結構響應。

在低偏置率下，最初直奈米線在擊穿前表現出細小的行為，伴隨著電遷移和逐漸縮頸的發生。相比之下，這些最初形狀彎曲的奈米線表現出一系列混合的反應，包括弦狀共振和結構重排。值得注意的是，有人指出，改組並不一定會損害這些互聯體的運輸功能。因此，最初彎曲的奈米線可以延遲聯結器在意外電流衝擊下的災難性故障，從而為未來奈米電子裝置帶來更高的彈性。

博科園｜研究/來自：阿卜杜拉國王科技大學

參考期刊《Nanoscale》

DOI： 10。1039/C8NR08551J

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