單分散顆粒制備及其可控自組裝功能器件研究獲進展
作者： 2015年07月28日 來源：互聯網 瀏覽量：
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近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所微納技術與器件研究室研究員李越課題組和南京大學教授周勇合作，在單分散顆粒制備及其可控自組裝功能器件研究方面取得新進展，相關成果發表在約翰威立出版社的
近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所微納技術與器件研究室研究員李越課題組和南京大學教授周勇合作，在單分散顆粒制備及其可控自組裝功能器件研究方面取得新進展，相關成果發表在約翰威立出版社的《先進材料界面》上(Advanced Materials Interfaces, 2015, 2,1500167)。
由于具有均一的形狀和尺寸，單分散微納米顆粒在材料的形狀和尺寸依賴物性研究方面具有重要的作用。同時，這些單分散結構也是組裝宏觀功能微納米有序陣列的理想構筑單元。由單分散微納米顆粒自組裝的薄膜，相比于不規則形狀顆粒薄膜，具有更高的結構重復性和優越的功能穩定性。因此，單分散微納米顆粒的合成與組裝，一直以來都是材料科學研究的熱點。近年來，科學家們發展了多種方法用于自組裝單分散顆粒，并獲得不同花樣的結構陣列、三維超結構等，如朗繆爾-布洛杰特（LB）法，旋涂法，垂直沉積法，水/油界面組裝法等。相比于傳統刻蝕法的微納加工技術，通過這些自組裝方法獲得納米結構陣列薄膜，可極大地降低制作成本，具有很好的實用性。然而，現有報道的自組裝方法各具優缺點和局限性。因此，發展一種簡單快速、大面積均勻、結構參數可控的單分散微納米顆粒薄膜的普適自組裝方法，仍然為人們所期待。
最近，合肥研究院固體所李越課題組和南京大學物理學院周勇，在單分散微納米顆粒的合成制備及其大面積均勻薄膜的界面自組裝方面取得新進展。他們首先以五氯化鈮和TBA為原料，采用一步水熱法合成了單分散的Nb2O5微球；然后，基于正丁醇輔助氣/水界面組裝法，可快速（~ 3分鐘）獲得大面積（平方厘米級別）均勻密排的單層Nb2O5微球薄膜。通過層層堆積的方式，該方法同樣可用于制作層數可控的薄膜。為了進一步提高其氣體感知性能，科研人員新發展了一種氣/溶液界面組裝法，在金屬鹽(M)溶液界面處組裝Nb2O5微球薄膜，將其轉移到氣敏襯底并退火，即可獲得MOx/ Nb2O5微球的復合薄膜。通過調節溶液成分，便可獲得不同種類的金屬氧化物/Nb2O5微球異質結薄膜。研究發現，所獲得的In2O3 / Nb2O5異質結構陣列表現出了較好的氣敏性能，為高性能異質結器件的設計研制提供了新思路。相關研究結果發表在Advanced Materials Interfaces 雜志上，并被選為當期的內封面。
相關工作得到了國家科技部“973”計劃、國家自然科學基金、中組部“青年千人計劃”及中科院“交叉與創新團隊”等科研項目的資助。
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