Controlled growth of single-crystalline metal nanowires via thermomigration across a nanoscale junction
Controlled growth of single-crystalline metal nanowires via thermomigration across a nanoscale junction
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通过跨纳米级结的热迁移控制单晶金属纳米线的生长
DOI：
10.1038/s41467-019-12416-x
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发表时间：
2019-10
影响因子：
16.6
通讯作者：
Shan Zhi-Wei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xie De-Gang;Nie Zhi-Yu;Shinzato Shuhei;Yang Yue-Qing;Liu Feng-Xian;Ogata Shigenobu;Li Ju;Ma Evan;Shan Zhi-Wei
由温度梯度驱动的传质是流体中常见的现象。然而，我们在这里证明，当从热的固体衬底上拉出冷的纳米尖端时，热迁移可以如此猖獗，以至于可以利用它来生产单晶铝、铜、银和锡纳米线。这表明，在纳米尺度的物体中，由于短距离内的快速表面扩散，固体可以模仿液体的快速形态变化。在均匀生长过程中，包含晶界(GB)的细颈状韧带通常在热端和冷端之间形成，保持极高的温度梯度，如果不是被沉积到晶界的相对迟缓和由此产生的背应力抵消，应该会驱动更大的质量流量。这种含GB的韧带非常坚固，可以适应不同的拉伸方向和速度，以类似于直拉法生长晶体的方式赋予纳米线良好的可控性。
Mass transport driven by temperature gradient is commonly seen in fluids. However, here we demonstrate that when drawing a cold nano-tip off a hot solid substrate, thermomigration can be so rampant that it can be exploited for producing single-crystalline aluminum, copper, silver and tin nanowires. This demonstrates that in nanoscale objects, solids can mimic liquids in rapid morphological changes, by virtue of fast surface diffusion across short distances. During uniform growth, a thin neck-shaped ligament containing a grain boundary (GB) usually forms between the hot and the cold ends, sustaining an extremely high temperature gradient that should have driven even larger mass flux, if not counteracted by the relative sluggishness of plating into the GB and the resulting back stress. This GB-containing ligament is quite robust and can adapt to varying drawing directions and velocities, imparting good controllability to the nanowire growth in a manner akin to Czochralski crystal growth.
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DOI：
10.1515/zpch-1918-9212
发表时间：
1918-11
期刊：
Zeitschrift für Physikalische Chemie
影响因子：
--
作者：
J. Czochralski
通讯作者：
J. Czochralski
影响因子：
2.1
作者：
C. Tan;A. Roy
通讯作者：
C. Tan;A. Roy
影响因子：
64.8
作者：
C. C. Tanner-C.
通讯作者：
C. C. Tanner-C.
影响因子：
1.3
作者：
PhD SI Marta Verginella;PhD Peter Vodopivec;PhD Marija Wakounig;Javier Á. Domingo;Luigi Finocchietti
通讯作者：
PhD SI Marta Verginella;PhD Peter Vodopivec;PhD Marija Wakounig;Javier Á. Domingo;Luigi Finocchietti
影响因子：
56.9
作者：
Hong, BH;Bae, SC;Kim, KS
通讯作者：
Kim, KS