东京都立大学的研究人员成功地使用过渡金属硫属化物的纳米线来制造原子级薄的纳米带。成束的纳米线暴露在硫属原子气体和热量中，这有助于将线合并成窄条（ACS Applied Nano Materials，“过渡金属硫属元素化物中的纳米线到纳米带的转换：对一维电子学和光电子学的影响”） .

过渡金属硫属元素化物中从纳米线到纳米带的转变示意图。（图片：东京都立大学）

纳米带在精密电子设备中备受追捧；鉴于该方法的可扩展性，该团队希望它能在尖端材料的工业生产中得到广泛应用。

电子时代的材料科学既具有革命性，又具有挑战性。随着电路变得更小、更快和更节能，科学家们面临着控制其中所用材料的原子级结构的日益艰巨的挑战。

一种有前途的研究途径是使用只有几个原子宽的复杂材料线。一种这样的结构由过渡金属硫属化物组成，过渡金属和硫属元素的组合，原子与元素周期表上的氧共享一列。

这些原子级薄的“纳米线”具有其一维结构所独有的特性，在复杂的电子设备中备受追捧。但是它们的细微之处在于它们缺乏可调性。

这就是“纳米带”的用武之地，即窄的原子级薄片。例如，对其宽度的精细控制会导致其电子和磁性特性的受控变化。

(a) 碲化钨纳米线束暴露在硫族元素蒸汽中并加热，将纳米线束转化为窄的、原子级薄的过渡金属硫族化物条带。(b) 纳米线束可以转化为相对于衬底垂直和水平定向的带。(c) 随机和 (d) 单向取向的纳米带可以使用不同的基底材料制成。（图片：东京都立大学）

大量工作已被用于从下向上“构建”纳米带。然而，问题在于这些方法的可扩展性不是很高。这是为商业设备大批量生产的问题。

现在，由东京都立大学的 Hong En Lim 博士和 Yasumitsu Miyata 副教授领导的一个团队提出了一种将纳米线组装成纳米带的可扩展方法。该团队已经开创了批量生产纳米线的方法。

通过采用一些碲化钨纳米线，他们创造了沉积在平坦基板上的线束。这些暴露在不同硫属元素的蒸汽中，如硫、硒和碲。通过热量和蒸汽的结合，最初分离的线束成功地编织成窄的、原子级薄的“纳米带”，具有特有的锯齿形结构。

通过调整原始束的厚度，他们甚至可以选择这些带的方向是平行于基板还是垂直于基板，这要归功于边缘或面与底面平行的有利程度之间的竞争。

此外，通过调整放置束的基板，他们可以控制色带是随机定向还是指向单一方向。

（a，b）垂直和（c，d）水平取向的纳米带，使用透射电子显微镜成像。(b) 和 (d) 分别是 (a) 和 (c) 中标记的区域的特写图像。（图片：东京都立大学）

重要的是，该方法具有可扩展性，可应用于从实验室规模制造少量色带到在大面积基板上进行批量合成。

该团队能够确认他们创造的丝带具有奇异的电子特性，这些特性是其一维性质所独有的。这不仅是材料科学的一大飞跃，也是朝着在最先进的电子学、光电子学和催化剂中大规模生产纳米带迈出的切实一步。