探索结构和物性可控的新型低维纳米结构材料是纳米科技的重要研究方向之一。过去的十多年里，人们对纳米碳材料体系进行了大量的基础和应用研究，而对低维硼纳米结构的报道很少。硼在元素周期表中与碳近邻，具有优良的物理化学特性，如：稳定性高、密度低、熔点高、硬度也接近于金刚石，而且还具有高的拉伸强度和杨氏模量以及高的室温电阻率。所以，低维硼纳米结构材料在场发射材料、纳米电子学、传感器、超导、能源等多个领域具有巨大的研究价值和应用潜力。然而，由于一直未能发现低维硼纳米结构材料有效的生长方法，使得制备一维硼纳米结构材料及对其物性的研究难以有所突破。

 

中科院物理所高鸿钧研究组采用碳热还原法首次制备得到了大面积的新型一维硼纳米结构－硼纳米锥。纳米锥为四方的硼结构，长度为几个微米，尖端的直径为50-100 nm， 电导率为(1.0-7.3)×10-5 (Ω·cm)-1。场发射性能测试表明硼纳米锥具有较小的开启和域值电场，分别为3.0 V/µm 和 5.3 V/µm。这项研究结果表明：具有良好电学特性和场发射性质的硼纳米锥材料极有可能成为新一代的场发射阴极材料。该项工作与中山大学的刘飞博士和物理所微加工实验室顾长志研究员合作开展。相关结果发表在近期的《先进材料》（Advanced Materials）上。

 

此外，高鸿钧研究组还与化学所宋延林研究员合作，对另一种纳米结构材料与特性进行研究。他们设计合成了含有三苯胺的推、拉电子型化合物2-((Z)-2-(4-diphenylamino) enzylidene)-1, 2-dihydro-1-oxoinden-3-ylidene) malononitrile (BDOYM), 并制备了纳米薄膜，实现了稳定的纳米级电导转变。三苯胺不仅具有良好的供电子能力，还可以稳定电荷转移态。他们还利用杂化理论(Hybrid Hartree-Fock/Density Functional Theory)研究了电导转变的物理机制。该项研究为制备纳米电子器件提供了一种很有应用前景的材料。有关工作发表在《美国化学会志》（JACS）上。

 

该工作得到了国家自然科学基金委、国家科技部和中国科学院的大力支持。