新技術: 抵抗率が数十万倍も低減した、より純粋な金ナノ構造の3Dプリント

新技術: 抵抗率が数十万倍も低減した、より純粋な金ナノ構造の3Dプリント

金は高価な宝飾品や装飾品を作るのによく使われますが、実はこの素材は機能性ナノ構造を作るのにもよく使われています。現在、このような金ナノ構造は通常 2D ですが、集束電子ビーム誘起堆積 (FEBID) 技術により 3D にアップグレードできます。

FEBID技術の最大の特徴は、型やフォトレジストを必要とせず、3D金ナノ構造を一気に構築できることです。このプロセスでは、電子顕微鏡からの集束電子ビームが金属有機前駆体を徐々に分解し、最大 1 ナノメートルの解像度を持つナノスケール 3D プリンターのように機能します。しかし、この技術には、大量の「炭素汚染」を生み出すという欠点もあります。堆積したナノ構造における炭素原子の割合は 70% にも達しますが、金原子の割合はわずか 30% です。しかし、ウィーン工科大学(TU Wien)は最近、この炭素汚染を大幅に削減し、より純度の高い金ナノ構造を生成できる新しい方法を発見しました。この新しい方法の鍵となるのは、FEBIDの堆積(印刷)プロセス中に酸化剤を追加することです。

それで、このアプローチはどれくらい効果があるのでしょうか? Antarctic Bear によれば、同社が印刷したより純粋な 3D 金ナノ構造の抵抗率はわずか 8.8 マイクロオーム/cm で、純金の抵抗率 (2.4 マイクロオーム/cm) に非常に近いとのことです。対照的に、通常の FEBID 技術で生成される金ナノ構造の抵抗率は 1 オーム/cm と高く、この新しい方法で生成される抵抗率よりも数十万倍も高くなります。以下に両者の微細な比較を示します。



ウィーン工科大学のチームは、この新しい方法により、ナノアンテナや生体分子固定化デバイスに使用できる高純度の金ナノ構造の製造が容易になり、フォトニクスやバイオエレクトロニクスデバイスの開発がより強力に促進され、私たちの日常生活が大きく変わるだろうと述べた。現在、彼らは関連する研究を論文にまとめ、有名な「Scientific Reports」誌に掲載しています。ご興味がおありの方は、下記の添付ファイルを直接ダウンロードできます。Antarctic Bear 3D Printing Networkにご注目ください。


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