银纳米线的介绍

1. 银纳米线的介绍

纳米线是一种纳米尺度(1纳米=10^-9米)的线。 换一种说法，纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下（纵向没有限制）的一维结构。这种尺度上，量子力学效应很重要,因此也被称作量子线。根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线（如：Ni，Pt，Au等），半导体纳米线（如：InP，Si，GaN 等）和绝缘体纳米线（如：SiO2，TiO2等）。分子纳米线由重复的分子元组成，可以是有机的（如：DNA）或者是无机的（如：Mo6S9-xIx）。 作为纳米技术的一个重要组成部分，纳米线可以被用来制作超小电路。 银纳米线除具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。因此被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏等提供了可能，并已有大量的研究将其应用于薄膜太阳能电池。此外由于银纳米线的大长径比效应，使其在导电胶、导热胶等方面的应用中也具有突出的优势。

2. 银纳米线的性能

高比表面积，导电性，导热性 ，纳米光学性质1、 表面等离子体效应：表面等离子体（Surface Plasmons，SPs）是指在金属表面存在的自由振动的电子与光子相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波。2、 银是电的良导体，其电阻率低，导电率高，将纳米银线应用于导电层将收集的电流导出，与TCO半导体相比可以降低能损。3、 如果用粒径小于可见光的入射波长的纳米银线，可以使银线排列的非常密集，该技术能增加太阳能电池的银电极的集流面积。且不阻挡光的透过，同时还能利用光的衍射等特性，充分吸收光能。

3. 银纳米线的应用范围

潜在应用光学应用·太阳能（晶体硅，在PET或玻璃上的薄片） ·光学限制器·医学成像 ·表面增强光谱·表面电浆设备导电应用·高亮度LED ·导电胶·触摸屏 ·电脑板·液晶显示器 ·传感器抗微生物应用·空气和水的净化 ·无菌设备·绷带 ·食品保鲜·电影化学和热力学应用·催化剂 ·传感器·化学气相传感器 ·导电胶·糊剂 ·聚合体比较成熟的应用——透明纳米银线薄膜Transparent Silver Nanowire Films3.一种新的透明导电体：嵌在透明高分子中的纳米银线薄A New Transparent Conductor: Silver Nanowire Film Buried at the Surface of a Transparent Polymer

4. 纳米线的介绍

纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下（纵向没有限制）的一维结构。悬置纳米线指纳米线在真空条件下末端被固定。典型的纳米线的纵横比在1000以上，因此它们通常被称为一维材料。1根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线，半导体纳米线和绝缘体纳米线。纳米线均在实验室中生产，截至2014年尚未在自然界中发现。纳米线可以由悬置法、沉积法或者元素合成法制得。悬置纳米线可以通过对粗线的化学刻蚀得来，也可以用高能粒子（原子或分子）轰击粗线产生。实验室中生长的纳米线分为两种，分别为垂直于基底平面的纳米线和平行于基底平面的纳米线。生产纳米线的硅和氧在地壳层是最常见的可持续和廉价利用的元素。实验表明纳米线可以被用于下一代计算设备，例如：通过对纳米线掺杂，并对纳米线交叉可以制作逻辑门。这些在小尺度下才具备的性质使得纳米线被广泛应用于新兴的领域，例如纳电机系统（NEMS纳机电系统）。

5. 纳米线的物理性质

 伴随着机械性能的显著变化，纳米线的电学性能也相对于体材料有着明显的变化。纳米线的导电性预期将远远小于体材料。其原因是当纳米线的横截面尺寸小于体材料的平均自由程的时候，载流子在边界上的散射效应将会突显出来。电阻率将会收到边界效应的严重影响。纳米线的表面原子并不像在体材料中的原子一样能够被充分的键合，这些没有被充分键合的表面原子则常常成为纳米线中缺陷的来源，从而使得电子不能顺利地通过，使得纳米线的导电能力低于体材料。 纳米线的导电性预期将大大小于大块材料。这主要是由以下原因引起的。第一，当线宽小于大块材料自由电子平均自由程的时候，载流子在边界上的散射现象将会显现。例如，铜的平均自由程为40nm。对于宽度小于40nm的铜纳米线来说，平均自由程将缩短为线宽。同时，因为尺度的原因，纳米线还会体现其他特殊性质。在碳纳米管中，电子的运动遵循弹道输运（意味着电子可以自由的从一个电极穿行到另一个）的原则。而在纳米线中，电阻率受到边界效应的严重影响。这些边界效应来自于纳米线表面的原子，这些原子并没有像那些在大块材料中的那些原子一样被充分键合。这些没有被键合的原子通常是纳米线中缺陷的来源，使纳米线的导电能力低于整体材料。随着纳米线尺寸的减小，表面原子的数目相对整体原子的数目增多，因而边界效应更加明显。更进一步，电导率会经历能量的量子化：例如，通过纳米线的电子能量只会具有有离散值乘以朗道常数G =（这里 e是电子电量，h是普朗克常数）。电导率由此被表示成通过不同量子能级通道的输运量的总和。线越细，能够通过电子的通道数目越少。把纳米线连在电极之间，科学家可以研究纳米线的电导率。通过在拉伸时测量纳米线的电导率，科学家发现：当纳米线长度缩短时，它的电导率也以阶梯的形式随之缩短，每阶之间相差一个朗道常数G。因为低电子浓度和低等效质量，这种电导率的量子化在半导体中比在金属中更加明显。量子化的电导率可以在25nm的硅鳍中观测到（Tilke et. al.， 2003），导致阀电压的升高。量子束缚原理：电子在纳米线中，横向受到量子束缚，能级不连续。这种量子束缚的特性在一些纳米线中表现为非连续的电阻值。这一种分立值是由纳米尺度下量子效应对通过纳米线电子数的限制引起的。这些孤立值通常被称为电阻量子化。作为纳米技术的一个重要组成部分，纳米线具备很多在大块或三维物体中没有发现的性质。

6. 纳米线的类型

根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线（如：Ni，Pt，Au等），半导体纳米线（如：InP，Si，GaN 等）和绝缘体纳米线（如：SiO2，TiO2等）。分子纳米线由重复的分子元组成，可以是有机的（如：DNA）或者是无机的（如：Mo6S9-xIx）。