金屬納米晶粒是制備光電子器件的重要原料，但金屬納米晶?；钚愿?、極易被氧化，制備過程往往需要溶液、真空或惰性氣氛保護(hù)，制造工藝復(fù)雜，難以大規(guī)模應(yīng)用。
日前，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院鄧鶴翔教授與工業(yè)科學(xué)研究院程佳瑞教授團(tuán)隊(duì)合作，采用金屬有機(jī)框架材料（metal－organic framework， MOF）作為原料，利用激光成功制備了顆粒大小均一的金屬納米晶粒。通過程序控制激光的開閉和光斑的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了圖案的制備，僅數(shù)十秒即可打印出由金屬納米晶粒構(gòu)成的晶圓級別大小的芯片，整個(gè)過程完全在空氣中進(jìn)行，所需激光功率不到5瓦，非常適合規(guī)模化生產(chǎn)。
據(jù)了解，MOF由金屬與含碳有機(jī)配體構(gòu)筑，目前大部分研究集中在MOF中有機(jī)成分上，而結(jié)構(gòu)中豐富的金屬離子尚未充分利用。
研究人員提出了激光納米金屬冶煉及圖案化方法（Nanoscale Laser metallurgy and Patterning， 簡稱nano－LaMP）：以MOF為原料實(shí)現(xiàn)了空氣環(huán)境下的金屬納米顆粒制備和同步圖案打印。在反應(yīng)過程中，MOF晶體內(nèi)有序排列的金屬離子和有機(jī)配體分別作為金屬源和還原劑。納秒脈沖激光器則負(fù)責(zé)將能量精準(zhǔn)地投送到指定位置，為金屬還原提供能量。MOF晶體高效吸收激光后產(chǎn)生局域高溫，金屬離子被迅速還原并從MOF豐富的孔道中噴射出來，在基底上沉積并迅速冷卻形成金屬納米晶粒。
nano－LaMP方法展現(xiàn)出較好的普適性，能夠基于含有不同金屬離子的MOF晶體制備出鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎘、銦、鉛和鉍九種金屬納米晶粒及其圖案。其中，基于銅納米晶粒的表面增強(qiáng)拉曼效應(yīng)芯片在對多種生物分子的檢測中提供極低的檢測限（10－12 M）。nano－LaMP結(jié)合了激光和MOF材料的優(yōu)點(diǎn)，為芯片制造提供了節(jié)能環(huán)保、快速靈活的新方法。
相關(guān)研究成果已發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《美國化學(xué)會(huì)志》 上。
日前，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院鄧鶴翔教授與工業(yè)科學(xué)研究院程佳瑞教授團(tuán)隊(duì)合作，采用金屬有機(jī)框架材料（metal－organic framework， MOF）作為原料，利用激光成功制備了顆粒大小均一的金屬納米晶粒。通過程序控制激光的開閉和光斑的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了圖案的制備，僅數(shù)十秒即可打印出由金屬納米晶粒構(gòu)成的晶圓級別大小的芯片，整個(gè)過程完全在空氣中進(jìn)行，所需激光功率不到5瓦，非常適合規(guī)模化生產(chǎn)。
據(jù)了解，MOF由金屬與含碳有機(jī)配體構(gòu)筑，目前大部分研究集中在MOF中有機(jī)成分上，而結(jié)構(gòu)中豐富的金屬離子尚未充分利用。
研究人員提出了激光納米金屬冶煉及圖案化方法（Nanoscale Laser metallurgy and Patterning， 簡稱nano－LaMP）：以MOF為原料實(shí)現(xiàn)了空氣環(huán)境下的金屬納米顆粒制備和同步圖案打印。在反應(yīng)過程中，MOF晶體內(nèi)有序排列的金屬離子和有機(jī)配體分別作為金屬源和還原劑。納秒脈沖激光器則負(fù)責(zé)將能量精準(zhǔn)地投送到指定位置，為金屬還原提供能量。MOF晶體高效吸收激光后產(chǎn)生局域高溫，金屬離子被迅速還原并從MOF豐富的孔道中噴射出來，在基底上沉積并迅速冷卻形成金屬納米晶粒。
nano－LaMP方法展現(xiàn)出較好的普適性，能夠基于含有不同金屬離子的MOF晶體制備出鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎘、銦、鉛和鉍九種金屬納米晶粒及其圖案。其中，基于銅納米晶粒的表面增強(qiáng)拉曼效應(yīng)芯片在對多種生物分子的檢測中提供極低的檢測限（10－12 M）。nano－LaMP結(jié)合了激光和MOF材料的優(yōu)點(diǎn)，為芯片制造提供了節(jié)能環(huán)保、快速靈活的新方法。
相關(guān)研究成果已發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《美國化學(xué)會(huì)志》 上。
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