• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Nanostiftkonst:NIST-matriser är ett steg mot massproduktion av nanotrådar

    Detta är ett färgat mikrofotografi av halvledarnanotrådar som odlats vid NIST i en exakt kontrollerad mängd storlekar och platser. Kredit:K. Bertness, NIST

    NIST-forskare odlar nanotrådar gjorda av halvledare - galliumnitridlegeringar - genom att deponera atomer lager för lager på en kiselkristall under högvakuum. NIST har den ovanliga förmågan att producera dessa nanotrådar utan att använda metallkatalysatorer, därigenom förbättrar luminescensen och minskar defekter. NIST nanotrådar har också utmärkta mekaniska kvalitetsfaktorer.

    De senaste experimenten, beskrivs i Avancerade funktionella material , bibehöll renheten och defektfria kristallstrukturen hos NIST nanotrådar samtidigt som den kontrollerade diametern och placeringen bättre än vad som har rapporterats av andra grupper för katalysatorbaserade nanotrådar. Exakt kontroll av diameter och placering är avgörande innan nanotrådar kan användas allmänt.

    Nyckeltricket i NIST-tekniken är att odla trådarna genom exakt definierade hål i en stencilliknande mask som täcker kiselskivan. NIST nanotrådarna odlades genom öppningar i mönstrade kiselnitridmasker. Cirka 30, 000 nanotrådar odlades per 76 millimeter bred skiva. Tekniken kontrollerade nanotrådsplatsen nästan perfekt. Trådar växte jämnt genom de flesta öppningar och saknades på större delen av maskytan.

    Masköppningarna varierade från 300 till 1000 nanometer (nm) breda, i steg om 100 nm. I varje öppning på 300 nm eller 400 nm, en enda nanotråd växte, med en välformad hexagonal form och en symmetrisk spets med sex fasetter. Större öppningar gav mer varierande resultat. Öppningar på 400 nm till 900 nm gav enkristallinanotrådar med mångfacetterade toppar. Strukturer odlade i 1, 000-nm öppningar verkade vara flera ledningar som satt ihop. Alla nanotrådar växte till cirka 1, 000 nm hög under tre dagar.

    NIST-forskare analyserade mikrofotografier för att statistiskt verifiera enhetligheten hos nanotrådens form och storlek. Analysen avslöjade nästan enhetliga områden av trådar med samma diameter såväl som nästan perfekta sexkantiga former.

    Att odla nanotrådar på kisel är ett tillvägagångssätt som NIST-forskare undersöker för att göra "nanotrådar på ett chip"-enheter. Även om tillväxttemperaturerna är för höga – över 800 grader Celsius – för att kiselkretsar ska tolerera, det kan finnas sätt att odla nanotrådarna först och sedan skydda dem under tillverkning av kretsar, säger huvudförfattaren Kris Bertness. Forskningen stöddes delvis av Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Center on NanoscaleScience and Technology for Integrated Micro/Nano-Electromechanical Transducers (iMINT) vid University of Colorado i Boulder.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com