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一維奈米線的研究近年來在學術界相當熱門,不但因為它可以提供在基礎科學研究上以往無法做到的特殊條件,例如量子侷限效應,更因為它未來很可能成為各種奈米製程應用中不可或缺的一部分。在各式各樣一維奈米材料中,金屬銀因其電導率和熱導率最高而最值得深入研究探討。目前為止,除了銀一維奈米線的研究正蓬勃發展外,最近許多其他銀的奈米結構也被發現可以應用到許多先進領域。

我們實驗室過去在製備二氧化鈦光觸媒薄膜的研究中,經常利用硝酸銀水溶液在薄膜表面被還原成金屬銀的量來判斷光觸媒性質的優劣。我們偶然發現若在二氧化鈦薄膜表面進行銀還原之後再進行退火熱處理,薄膜表面會形成奈米銀線。

現在我們的做法是將硝酸銀水溶液滴在二氧化鈦薄膜表面上,然後進行退火熱處理,即可產生奈米銀線。另一方法是將二氧化鈦薄膜泡在硝酸銀溶液中退火,亦可產生奈米銀線。我們發現,產生奈米銀線的與否和薄膜材料有很大的關係,目前在我們嘗試過的基材中除anatase結晶相的二氧化鈦薄膜之外,其餘均無法生成大量且具再現性的奈米銀線。此外,退火熱處理的溫度也會影響最後奈米銀線的產量、長度、和粗細。此結果將發表於Journal of Vacuum Science and Technology B (accepted).

 
圖一:利用熱還原法在anatase結晶相二氧化鈦薄膜表面上生成之奈米銀線SEM圖。   圖二:奈米銀線之TEM明視野影像。右上為此奈米銀線之擇區電子繞射圖,顯示此銀線之成長方向為[110].