中科院物理所在自组装Ag/SiOx微米级的内核/壳层结构方面取得重要进展

日期 2005-09-22　来源：情况交流　作者：工程与材料科学部陈克新高瑞平苗鸿雁　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　自然界中三角形和斐波纳契数的叶序花样随处可见。例如，在球形花托上生长的蒲公英小花朵，可观察到带五角的或者七角缺陷的三角铺排花样，而在圆盘或者锥形表面上，可观察到斐波纳契数花样。后者最常见的例子是向日葵、雏菊以及菠萝。它们的种子或鳞片的排列花样可以用两个相邻的斐波纳契数描述，一个标记顺时针螺线数，一个标记逆时针螺线数。在向日葵中，其花样可以是21×34 直到89×144。虽然人们从竞争有限空间、以及审美等不同的学科角度对美丽的花序进行了长期的研究，但是这种令人愉悦的和谐应该具有更深层次的意义，其形成原因依然是引人入胜的话题。　　中国科学院物理研究所的李超荣、张晓娜、曹则贤等研究人员在国家自然科学基金的资助下，通过应力自组装在无机体系Ag/SiOx微米级的内核/壳层结构上成功地获得了三角格子和斐波纳契数花样。在近似球面的壳层表面上，获得了带内禀缺陷（五边形或七边形—需满足凸多面体的欧拉定理）的三角格子花样；而在非球面的壳层表面上分别则获得了5 8, 8 13以及13 21的斐波纳契数花样。他们对这些花样的结构特征，包括节点密度与内核/壳层结构衬底的直径、厚度等关系进行了分析，从应力角度揭示了这种花样的形成机制及条件。这是第一次在微米尺度上用无机材料体系生长出了斐波纳契数花样。进一步，他们的研究表明在给定几何约束下的形变能最小化是决定花样形式的主要因素。该项工作同时还展示了一种大面积大量生长介观结构，并且能同时引入内禀“缺陷”的工艺，对利用应力工程设计制作各种光子学、等离基元电子学、特别是可折叠电子学所需要的微纳米结构具有重要的启示。研究内容以Report形式发表在2005年8月5日《科学》上。