Weizmann-institutets forskare har upptäckt att växande nanotrådar, inte upp, kan hålla dem i linje.
Att växa upp är inte lätt, speciellt för små nanotrådar:Utan stöd eller vägledning, nanotrådar blir oregerliga, vilket gör det svårt att utnyttja deras fulla potential som effektiva halvledare. Prof. Ernesto Joselevich vid Weizmann-institutets kemifakultet har hittat ett sätt att odla ut halvledarnanotrådar, inte upp, på en yta, tillhandahåller, för första gången, den välbehövliga vägledningen för att producera relativt långa, ordnad, anpassade strukturer. Eftersom halvledare med kontrollerade strukturer är kärnan i de mest avancerade teknologierna, denna nya forskning kommer förhoppningsvis att möjliggöra produktion av halvledarnanostrukturer med förbättrade elektroniska och optiska egenskaper, lämplig för ett brett spektrum av applikationer inklusive lysdioder, lasrar, informationslagringsmedia, transistorer, datorer, solceller med mera.
Joselevich, Ph.D. Student David Tsivion och postdoktor Mark Schvartzman från Materials and Interfaces Department odlade nanotrådar gjorda av galliumnitrid (GaN) med en metod som vanligtvis producerar vertikala nanotrådar med utmärkta optiska och elektroniska egenskaper. Dessa vertikala ledningar blir bara oregerliga när de har skördats och satts samman till arrayer. För att kringgå detta problem, forskarna använde safir som bas för att odla nanotrådarna. Men istället för att odla dem på en slät yta, skär avsiktligt safiren längs olika plan av kristallen, vilket resulterar i olika ytmönster inklusive "steg" av nanometerdimensioner mellan kristallens olika plan, såväl som dragspelsliknande, V-formade spår.
Deras resultat, nyligen publicerad i Vetenskap , visa att ytsteg och spår har en stark styrande effekt, locka nanotrådarna att växa horisontellt längs deras kanter eller i spåren och producera väljusterade, millimeterlånga nanotrådsuppsättningar. I kontrast, nuvarande metoder för att montera nanotrådar horisontellt på släta ytor resulterar i oordnade nanotrådar endast mikrometer långa med subpar egenskaper.
Joselevich:"Det var förvånande att upptäcka att de optiska och elektroniska egenskaperna hos våra nanotrådar var lika bra – om inte bättre – än de som odlades vertikalt, eftersom att växande halvledare på en yta vanligtvis introducerar defekter som försämrar deras kvalitet.'
Även om det fortfarande inte är helt klart hur en metod som normalt producerar vertikala nanotrådar fungerar för att skapa horisontell tillväxt i den nya studien, Joselevich och hans team har lyckats kombinera, i ett enda steg, syntes och sammansättning av välstrukturerade nanotrådar med unika egenskaper som lämpar sig för ett brett spektrum av applikationer, genom att helt enkelt få dem "in i spåret." ?
