(Phys.org)—Ett team av forskare med medlemmar från Sverige, Storbritannien och USA har använt ett transmissionselektronmikroskop för att upptäcka hemligheterna bakom hur nanotrådar brukade få halvledare att växa. I deras papper publicerad i tidskriften Natur , teamet beskriver sin mikroskopiska studie av galliumarsenid nanotrådar under deras tillväxtfas och vad de lärde sig om processen. Anna Fontcuberta i Morral med École Polytechnique Fédérale de Lausanne i Schweiz erbjuder ett News &Views Perspective-stycke på arbetet som gjorts av teamet i samma tidskriftsnummer som beskriver processen som används och förklarar vad resultaten kommer att betyda för framsteg inom elektronik, fotonik och kvantinformationsforskning.
Forskare har upptäckt många användbara egenskaper hos kristaller som leder till utvecklingen av många moderna produkter, såsom datorer och fotoniska enheter. Sådana enheter är beroende av en förmåga att odla kristaller på ett sätt som passar särskilda behov. Men, som Fontcuberta i Morral noterar, en fullständig förståelse för vad som sker under de inledande stadierna av kristalltillväxt håller tillbaka utvecklingen av ett bredare utbud av produkter. I denna nya ansträngning, forskarna försökte lära sig mer om polytypism – där en förening har förmågan att existera som olika kristallformer med skillnader endast i sin dubbelskiktsstruktur – genom att ta en mycket noggrann titt på de inledande stadierna av galliumarsenid nanotrådbildning under ånga–vätska– solid metod. De rapporterar att deras observationer avslöjade att nya dubbelskikt bildades vid trippelfaslinjen, resulterar i ett platt lager i toppen, men när den flytande metalldroppen som användes som katalysator växte till en viss storlek, en kant dök upp som förändrade kristallens tillväxt – dubbelskikt bildades plötsligt snabbare och kanten började svänga.
Forskarna föreslår att deras observationer avslöjade att droppstorleken direkt påverkade kontaktvinkeln och morfologin hos vätske-fastämnesgränssnittet. De noterade också att vinklar nära 90° vanligtvis resulterade i kärnbildning av dubbelskikt, medan mindre vinklar vanligtvis ledde till undertryckande av kärnbildning av dubbelskikt, vilket möjliggör bildning av zink-blandningsstrukturer.
Fontcuberta i Morral föreslår att resultaten av teamet ger en ny väg mot kristallfasdesign, gör det möjligt för ingenjörer att välja den kristallfas de önskar för särskilda applikationer.
© 2016 Phys.org
