日前，維也納技術(shù)大學(xué)（TU Wien）的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種是用FEBID技術(shù)3D打印純金納米結(jié)構(gòu)的方法。所謂的FEBID技術(shù)，聚焦電子束誘導(dǎo)沉積的簡(jiǎn)寫(xiě)，使用一種來(lái)自掃描電子顯微鏡的電子束來(lái)將氣態(tài)前軀體分子凝結(jié)成固體沉積在表面上。這項(xiàng)研究為制造商們打造黃金設(shè)備提供了一項(xiàng)很有前途的新方法。

典型的不純FEBID黃金（a）與使用新方法制造的FEBID黃金（b）相比

眾所周知，黃金被認(rèn)為是一種昂貴的材料，這主要是因?yàn)樗?jīng)常被用于制造珠寶、首飾和其他奢侈品。而實(shí)際上，這種金屬在制造功能性納米結(jié)構(gòu)時(shí)也很有用。在電漿設(shè)備、帶固化抗體的生物傳感器，以及電觸點(diǎn)等高科技設(shè)備中，圖案化的黃金納米結(jié)構(gòu)都是關(guān)鍵部件。但是直到現(xiàn)在，黃金納米結(jié)構(gòu)一直是2D的形式為主。而維也納技術(shù)大學(xué)的研究人員在Heinz Wanzenboeck博士的領(lǐng)導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)了是用FEBID技術(shù)打印出3D形式的黃金納米結(jié)構(gòu)的新方法。目前他們的研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在了《Scientific Reports》雜志上，論文題目是《通過(guò)電子束誘導(dǎo)沉積生長(zhǎng)出高度導(dǎo)電性的純金結(jié)構(gòu)（Highly conductive and pure gold nanostructures grown by electron beam induced deposition）》。

FEBID是一種在單獨(dú)的過(guò)程中制造自定義的2D和3D納米結(jié)構(gòu)的方法，不使用掩模或者光刻膠。在這個(gè)過(guò)程中，一臺(tái)電子顯微鏡聚焦電子束以分解一種金屬有機(jī)前驅(qū)體，它起的作用就像一臺(tái)3D打印機(jī)，只不過(guò)這臺(tái)3D打印機(jī)的分辨率高達(dá)1納米。不過(guò)，金屬有機(jī)前驅(qū)體在經(jīng)過(guò)電子誘導(dǎo)分解后通常會(huì)產(chǎn)生帶高含碳污染物的金屬。而Wanzenboeck及其團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)就是制造出材料純度更高的黃金。

據(jù)悉，使用常規(guī)FEBID方法沉積的黃金通常包含原子百分率高達(dá)70的碳，而剩下30%才是黃金原子。而Wanzenboeck開(kāi)發(fā)的新方法通過(guò)在黃金沉積過(guò)程中原位添加氧化劑可以制備出純金結(jié)構(gòu)?！昂芏嗳嗽谶^(guò)去10年里一直在努力實(shí)現(xiàn)直接沉積純金納米結(jié)構(gòu)。”Wanzenboeck說(shuō)。“它是有點(diǎn)像尋找傳說(shuō)中的點(diǎn)石成金術(shù)，將普通的、毫不起眼的材料變成黃金。”

科學(xué)家稱，通過(guò)這種方式沉積出來(lái)的純黃金結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了極低的電阻率，接近于散金。要知道，EBID金結(jié)構(gòu)通常會(huì)有大約1歐姆厘米的電阻率，這個(gè)數(shù)字大約是最純凈的散金的100萬(wàn)倍。而經(jīng)過(guò)改進(jìn)的FEBID工藝則只產(chǎn)生8.8微歐姆厘米的電阻率，只有純金（2.4 微歐姆厘米）的4倍。

典型的FEBID黃金(c)和新型的FEBID金(d)

研究人員們認(rèn)為，這項(xiàng)新技術(shù)意義重大，尤其是在光子學(xué)和生物電子學(xué)設(shè)備領(lǐng)域?！斑@種高度導(dǎo)電的純金結(jié)構(gòu)將為新型電子器件打開(kāi)一扇新的門(mén)?！盡ostafa Moonir Shawrav博士和Dipl.Ing. Philipp Taus博士評(píng)論說(shuō)，他們是該論文的兩位作者。“舉個(gè)例子，它將更容易制造出可用于納米天線和生物分子固化裝置的純金結(jié)構(gòu)，這將改變我們的日常生活。"