Au纳米结构的常温冷焊接研究

摘要

基于种子生长法制备了常见的Au纳米结构(纳米球,纳米棒和纳米片),并探究了这些非单晶纳米结构在常温下的冷焊接现象。系统研究表明,表面活性剂(Cetyltrimethylammonium bromide,CTAB)的浓度和干燥条件是决定焊接过程中纳米结构演变和最终构型的重要因素。表面活性剂浓度低至0.3 mmol/L是冷焊的关键因素,且焊接需在缓慢蒸发和足够的驰豫时间条件下进行,而非快速干燥过程。同时,结合电镜表征和密度泛函理论,模拟金棒头尾焊接过程中的结构演变,揭示焊接纳米结构的稳定性优于分散纳米结构:相同晶体结构的Au纳米结构在慢蒸发过程中,附着在纳米粒子表面的低表面活性剂增加了纳米粒子之间的吸引力,使得相互靠近的纳米粒子由于相互作用而出现附着,由于金属表面原子的扩散、外延和表面弛豫引起的交叉点物理性能的改善。本文结果为纳米结构的物性分析和缺陷器件的构建提供了研究基础。