東京大學開發出製造「納米複合晶體」的新方法

OFweek激光網訊：東京大學2016年6月3日宣布開發出了新工藝，可以通過簡單的步驟製作出氧化物內嵌金屬納米柱狀結構的「納米複合晶體」。將這種晶體作為利用陽光分解水製備氫氣的光催化劑使用，可以顯著提高水分解的效率。

一般來說，製作金屬與氧化物的複合結構要使用昂貴的光刻、實施多種微細加工的自上而下工藝，導致成本增加。此次東京大學採用了晶體自主生長的自下而上技術，即自組裝工藝。具體方法如下。

在使用脈衝激光沉積法製作高品質薄膜的同時，使金屬納米柱狀晶體通過自組裝的方式，在其內部生長。通過優化晶體生長的溫度、氧壓、生長速度，打破了最新型自上而下工藝的局限性，實現了直徑5nm、長度20nm的微小納米柱狀結構的自組裝。

該結構的金屬與氧化物的界面通過肖特基連接接合，可以高效分離正負電荷。通過使無數的金屬納米柱狀晶體分散在薄膜內，促進了水的分解反應。納米柱狀晶體的組成元素採用銥（Ir）、薄膜的主要成分採用鈦酸鍶（SrTiO3），這樣的組合顯示出了非常高的效率。

該項目是東京大學與名古屋大學、高能源加速器研究機構、東京理科大學的合作研究項目。研究成果已於6月3日刊登在英國的科學期刊《Nature Communications》的網路版上。

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