清华大学材料科学与工程系

近日，美国化学学会《纳米快报》（Nano Letters，影响因子13.592, DOI:10.1021/acs.nanolett.5b02141）报道了材料学院钟敏霖教授组在超快激光微纳米制造方面的研究进展，该组提出了一种原创性的金属氧化物纳米线多尺度图案化结构超快激光微纳加工复合化学生长制备新方法。用超快激光处理宏观尺度Cu基体表面形成特定的微纳米结构，辅助热氧化处理，在微纳米结构表面原位生出氧化铜纳米线，从而构建成为一种独特的“宏-微纳-纳米线”多尺度多级复合结构体系，在16～17μm波长处所测总反射率低至0.6%，在5～25μm波长范围内所测平均总反射率约为10%，在0～60°入射角度范围内反射光谱未见明显变化，具有优异的红外宽谱抗反射性能。论文第一作者为本院2014届博士范培迅，通讯作者为钟敏霖教授。
在众多纳米材料和纳米结构体系中，金属氧化物纳米线是很有发展潜力和应用前景的一个方向。目前，如何实现金属氧化物纳米线的大面积生长并对其生长过程进行有效调控，同时实现其空间图案化分布和器件化组装，仍是国际性难题。该组将“自上而下”的超快激光微纳制造方法与“自下而上”的化学生长方法相结合，调控了金属表面微纳米前驱体结构特征，实现了对氧化物纳米线的生长过程和形态尺度的调控，借此实现氧化物纳米线在金属基体表面设定图案化区域的一次性大面积生长，避免了传统热氧化过程中所面临的剥落、开裂等问题。该方法有望实现氧化物纳米线原位生长与同步功能化组装，推动其在光电功能器件以及新能源领域中的应用。目前，针对Ti、Zn、W等金属及其氧化物材料体系以及光吸收、光催化等其他性能的研究工作也在进行中。