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圖1. (a) 三維TMC晶體結構，由TMC納米纖維組成，周圍是單原子行的插層元素。(b) 單個TMC納米纖維的端面和側面圖。氯化物為金色，過渡金屬為綠色，插層元素為深紫色。資料來源：東京都立大學

過渡金屬鹵化物（TMC）的原子線是由過渡金屬和第16組元素如硫、硒和碲組成的納米結構。它們能夠自我組裝成具有不同維度的廣泛結構，使它們成為納米材料革命的核心，是近年來激烈研究的焦點。

特別是，一類三維TMC結構引起了人們的特別興趣，它由一束束TMC納米纖維組成，這些纖維之間由金屬原子固定在一起，在其橫截面上形成一個有序的晶格（見圖1）。根據對金屬的選擇，該結構甚至可以成為一個超導體。此外，通過使纖維束變薄，它們可以被制成可導電的柔性結構：這使得TMC納米結構成為納米電路中用作布線的主要候選者。然而，要把這些結構做成深入研究它們所需的長而薄的纖維，以及用于納米技術的應用，一直都很困難。

圖2：（a）碲化鎢納米纖維束和最終插層結構的原子結構示意圖，以及掃描透射電子顯微鏡圖像。(b) 在硅襯底上合成的三維TMC納米纖維。資料來源：東京都立大學

由助理教授Yusuke Nakanishi和副教授Yasumitsu Miyata領導的一個團隊一直在研究TMC納米結構的合成技術。在最近的工作中，他們表明，他們可以在前所未有的大長度尺度上生產長而薄的TMC束（不含金屬）。現在，他們已經使用氣相反應將原子級的薄排銦穿入薄的碲化鎢束。通過在500攝氏度的真空條件下將他們的長納米纖維束暴露在銦蒸氣中，金屬銦原子進入構成纖維束的各個納米纖維之間的空間，形成一個夾層（或橋接）的銦行，將纖維結合在一起。

在成功地生產出大量的這些線狀TMC束后，他們開始研究他們的新納米線的特性。通過觀察電阻率與溫度的關系，測量數據確鑿地表明，單個線束的行為像金屬一樣，因此能導電。這與計算機模擬結果一致，同時也證明了這些結構的有序性。有趣的是，他們發現這種結構與成批捆綁的納米纖維略有不同，因為夾層行導致每個納米纖維圍繞其軸線輕微旋轉。

該團隊的技術不僅限于銦和碲化鎢，也不僅限于這種特定的結構。他們希望他們的工作可能會給納米材料的開發和對其獨特性能的研究帶來新的篇章。