金屬納米線（NWs）因其獨特的電學(xué)、熱學(xué)和機械性能，成為未來高性能納米器件的重要組成部分。然而，當(dāng)前的納米線生長技術(shù)面臨著大規(guī)模生產(chǎn)的挑戰(zhàn)，尤其是純金屬納米線的高密度生長難以實現(xiàn)。本文通過控制晶粒梯度誘導(dǎo)的應(yīng)力場，實現(xiàn)了高密度鋁（Al）納米線森林的生長，突破了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸，為大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量金屬納米線提供了新方法。

原文鏈接: 

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn9181

研究團(tuán)隊開發(fā)了一種利用聚焦離子束（FIB）誘導(dǎo)的應(yīng)力場控制方法，成功實現(xiàn)了Al納米線森林的高密度生長。通過FIB輻照誘導(dǎo)局部晶粒粗化，形成納米線生長的核，并在隨后的退火過程中推動原子遷移，使得納米線在指定位置大量生長。該方法顯著提高了納米線的生長密度，達(dá)到先前報道的10至100倍。

• FIB誘導(dǎo)應(yīng)力場：通過FIB輻照在薄膜表面產(chǎn)生局部應(yīng)力場，促進(jìn)原子遷移和納米線的垂直生長。

• 高密度納米線森林：實現(xiàn)了高達(dá)180×10?/cm²的納米線生長密度，表面積覆蓋率達(dá)到0.51%，納米線長度可達(dá)210 µm。

• 晶粒梯度效應(yīng)：FIB誘導(dǎo)的晶粒梯度和雜質(zhì)的協(xié)同作用是實現(xiàn)納米線高密度生長的關(guān)鍵。

• 單晶結(jié)構(gòu)和高純度：生長的Al納米線具有高質(zhì)量的單晶結(jié)構(gòu)，且雜質(zhì)主要集中在納米線基底和粗化的晶粒周圍。