模擬CuC2奈米線 世界上最薄奈米金屬線李佩璇 (2024-06-21 16:29:31)

洛桑聯邦理工學院的研究人員利用計算工具，從超過780,000種已知的三維晶體的初始清單中列了800種一維材料，並從中篩選出了14種最佳候選材料。其中由兩個碳原子和一個銅原子組成的直鏈金屬線CuC2，有望成為迄今為止在0K下保持穩定的最細金屬奈米線。雖然目前仍停留在模擬階段，但結果顯示可行性很大。

編譯／高晟鈞

洛桑聯邦理工學院的研究人員利用計算工具，從超過780,000種已知的三維晶體的初始清單中列了800種一維材料，並從中篩選出了14種最佳候選材料。其中由兩個碳原子和一個銅原子組成的直鏈金屬線CuC₂，有望成為迄今為止在0K下保持穩定的最細金屬奈米線。雖然目前仍停留在模擬階段，但結果顯示可行性很大。

一維材料

一維材料是奈米技術中最有趣卻也是製造最難的材料。一維奈米材料是指長、寬、高中的寬與高都是奈米尺度的材料（二維材料僅有高為奈米尺度），形狀通常由以線或管形式排列的原子製成，大致可分為四種：奈米管、奈米線、奈米棒、奈米帶。

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一維奈米材料擁有極為優秀的電磁和光學特性，因此備受微電子、生物感測和光電領域的關注。儘管一維奈米材料是迄今為止最受關注的材料之一，但事實證明它們非常難以製造和控制，因此科學家們渴望找到其他同樣有著優秀特性，但製程更容易的一維奈米材料。

迄今為止最細金屬線

研究團隊透過凡德瓦力結合了超過780,000個晶體，並使用特殊的演算法，計算了原子的空間組織，以及將一維結構從晶體分離出所需的能量，尋找擁有線狀結構的原子。

最終，從800種一維材料內，兩種金屬與半金屬共四種材料脫穎而出。其中，由兩個碳原子和一個銅原子組成的直鏈金屬線CuC₂在金屬相中保持了極高的穩定性。CuC₂從母體金屬的提取幾乎不需要能量，此外，CuC₂奈米線還可以彎曲，同時保留其金屬特性，展現了應用於柔性電子產品的巨大潛力。

未來，作者Chiara Cignarella希望實驗人員繼續合作，實際合成這些材料，同時繼續進行計算模擬的研究，以了解材料是如何進行電荷傳輸和在不同溫度下的表現，這兩者對於理解它們在實際應用中的表現極為重要。

資料來源:ScitechDaily

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