美國斯坦福線性加速中心(Stanford Linear Accelerator Center；SLAC)最近展示號稱最薄的納米線，相當于僅3個原子的厚度。SLAC的工藝采用被稱為“類鉆石”(diamondoid)的最小鉆石片，作為銅/硫原子自組裝的絕緣外殼。這種號稱世界上最小的‘diamondoid’鉆石結構(周長僅10個原子的金剛烷)，能夠讓3原子厚的導電核心自組裝成任何長度。

由于碳納米管可望成為最小的晶體管通道，SLAC正致力于為未來的微型晶體管打造互連技術。就像納米管一樣，在自組裝過程變得夠可靠、準確，足以用于制造大量晶體管芯片以前，這一技術還有很長的路要走，盡管如此，其未來發(fā)展?jié)摿o窮。分子建構單元連接生長的納米線尖端。每個單元由連接至硫與銅原子(分別為黃色與棕色球)的最小鉆石結構(diamondoid)組成，能自動地自組裝成為僅3原子薄的納米線。銅與硫原子在中間形成導電線，而diamondoid類鉆石則形成絕緣外殼。（數(shù)據(jù)源：SLAC國家加速器實驗室）

在《自然材料》(Nature Materials)期刊，描述了這些具有固態(tài)無機核心的微小納米線，它被稱為混合金屬—有機硫?qū)倩锛{米線，并擁有3原子橫截面。

除了互連技術，SLAC的研究團隊還打算利用其納米線，打造能夠發(fā)電的納米編織物、結合電與光的光電組件，以及協(xié)助建構超導材料。自組裝的微型納米線透過類鉆石結構，就能夠用肉眼看到，因為在其類鉆石外殼之間相互吸引力十分強大，使其大量聚合在一起。右上方的掃描電子顯微鏡(SEM)影像顯示納米線束放大了10,000倍。（來源：斯坦福材料與能源科學研究所；SLAC國家加速器實驗室）

為了形成納米線，SLAC研究人員制作了簡單的“燒杯”工藝，僅需在溶液中放置適當?shù)牟牧吓cdiamondoid，經(jīng)過半小時后，納米線即開始自組裝。

由于這種類鉆石形成的外殼不具導電性，但其內(nèi)部具有導電的銅/硫原子，令人驚訝地是，這種納米線極其類似人造導線，只不過它更小幾百萬倍。

研究人員們聲稱，銅和硫?qū)倩锛{米線核心在承載電流時表現(xiàn)出良好的導電性能。同時，也因為這種微型材料具有原子級精確度，研究人員期望能找到比采用大尺寸制造的相同材料更稀有的新特性。斯坦福大學研究生Fei Hua Li(左)、博士后研究員Hao Yan，模擬號稱最薄納米線的自組裝過程（來源：SLAC國家加速器實驗室）

研究人員所使用的類鉆石自然存在于一些石油產(chǎn)品中，使該工藝的執(zhí)行相對低廉。斯坦福大學的研究人員并發(fā)現(xiàn)這種類鉆石可用于改善電子顯微鏡影像以及微小組件的構造等其它用途。最小材料的“球-棒式模型”，以及金剛烷——由10個碳原子以及僅3原子寬的導電核心組成。（來源：SLAC國家加速器實驗室）

該研究團隊由SIMES主任Thomas Devereaux為主導，他并負責建模與驗證SLACS斯坦福同步X射線輻射光源的實驗結果。其他研究人員包括Hao Yan、Nathan Hohman、Fei Hua Li、Chunjing Jia、Diego Solis-Ibarra、Bin Wu、Jeremy Dahl、Robert Carlson、Boryslav Tkachenko、Andrey Fokin、Peter Schreiner、Arturas Vailionis、Taeho Roy Kim、Zhi-Xun Shen與Nicholas Melosh。

研究資金則是由美國能源部(DoE)和德國研究基金會(German Research Foundation)提供。此外，這項研究計劃還得到了斯坦福大學材料與科學工程系、羅倫斯柏克萊國家實驗室(LBNL)、墨西哥國家自治大學(UNAM)以及德國Justus-Liebig大學的協(xié)助。部份研究并于柏克萊實驗室的先進光源(ALS)和國家能源研究科學運算中心(NERSC)進行。