孙亚茹， 马良财

(宁夏大学物理与电子电气工程学院， 银川 750021)

近年来，金属纳米管和纳米线由于其独特的电子、热学、光学和力学性能以及其在纳米电子器件中的潜在应用而备受关注[1-10]. 其中，一维贵金属金、银和铜纳米材料在实验和理论方面得到了广泛的研究[2-8]. 实验上常用以下三种方法来制备超细金属纳米管和纳米线：机械可控裂结法(MCBJ)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)技术和碳纳米管(CNTs)填充方法.例如，Oshima研究组利用超高真空电子显微镜成功制备了(5, 3)单壁金纳米管(AuNT)[2]；随后，Lagos等人利用透射电子显微镜技术观测到了(4, 4)银纳米管(AgNT)的形成[3]，且Autreto等人的研究表明该中空结构AgNT的稳定性为其固有特性，而非轻杂质原子吸附或掺杂所致[4].此外，实验上也成功制备了铜纳米管(CuNT)[9]. 然而，实验研究表明即使在超高真空环境下金属纳米线和纳米管也只是短暂存在[10]，随着碳纳米管(CNTs)在实验上的成功制备[11-12]，在性能稳定的CNTs 内部填充金属纳米材料成为获取一维金属纳米材料的新途径[13-17].

人们在对单金属纳米材料研究的同时，对合金纳米材料也展开了研究.然而，由于纳米材料中存在着所谓的“自净效应(Self-purification effect)”[18]，使得“杂质原子”被排斥在外，因此限制了可控掺杂二元合金纳米材料的制备. 但在2006年，Bettini等人首次在实验上通过机械拉伸合金纳米结而获得了悬空Au-Ag合金单原子链[19]，且相比于纯Au和Ag单原子链，合金单原子链的强度更高. 最近，Lagos等人基于HR-TEM实验也成功制备了悬空Au-Cu合金单原子链……