Danske nanotråde har et stort potentiale

Danske nanofysikere har udviklet en ny metode til at fremstille hjørnestenen i nanoteknologisk forskning - nanotråde. Opdagelsen har et stort potentiale for udvikling af nanoelektronik og yderst effektive solceller.

Det er ph.d.-studerende Peter Krogstrup, Nano-Science Center, Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet, som udviklede metoden under sit speciale.

"Vi har ændret opskriften på at producere nanotråde. Det betyder, at vi kan producere nanotråde, der indeholder to forskellige halvledere, nemlig gallium indium arsenid og indium arsenid. Det er et stort gennembrud, fordi for første gang på nanoskala, vi kan kombinere de to materialers gode egenskaber, får dermed nye muligheder for fremtidens elektronik, " forklarer Peter Krogstrup.

Vi kan fange mere af solens lys

I dag kommer kun cirka 1 % af verdens elektricitet fra solenergi. Det er fordi det er svært at omdanne solenergi til elektricitet. Det er en stor fordel for forskerne at kunne kombinere forskellige halvledere i den samme nanotråd.

"Forskellige materialer fanger energi fra solen i forskellige og ganske specifikke absorptionsområder. Når vi fremstiller nanotråde af galliumindiumarsenid og indiumarsenid, som hver har deres eget absorptionsområde, de kan kollektivt fange energi fra et meget bredere område. Vi kan derfor udnytte mere solenergi, hvis vi producerer nanotråde fra de to superledere og bruger dem til solceller, ”forklarer Peter Krogstrup

Nanotrådene af galliumindiumarsenid og indiumarsenid har også et stort potentiale inden for nanoelektronik. De kan, for eksempel, bruges i de nye OLED-skærme og LED'er. Men det kræver skarpe overgange mellem de to materialer i nanotråden.

Ingen bløde overgange

Dyrkning af nanotråde foregår i et vakuumkammer. Forskerne lægger en gulddråbe på en tynd skive bestående af halvlederen og nanotråden vokser op nedefra. I overgangen mellem de to halvledermaterialer i gulddråben var der tidligere en blanding mellem materialerne i gulddråben, og der var en blød overgang mellem materialerne. Med den nye metode kan begge materialer gå fra toppen af ​​gulddråben eller fra undersiden af ​​gulddråben. Når materialet kommer fra undersiden, der er ingen blanding af halvledermaterialerne. Der er derfor en skarp overgang på atomniveau mellem gallium indium arsenid og indium arsenid.

"Denne skarpe overgang mellem de to halvledere er nødvendig for strømmen - i form af elektroner, at kunne rejse med høj effektivitet mellem de to materialer. Hvis overgangen er blød, elektronerne kan nemt blive fanget i grænseområdet. Den nye blandede nanotråd kan være gavnlig for mange områder af nanoforskning rundt om i verden, siger Peter Krogstrup, som har arbejdet på det danske III-V Nanolab, drives i samarbejde mellem Københavns Universitet og Danmarks Tekniske Universitet.

Nanofysikernes opdagelse er netop blevet offentliggjort i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift Nano bogstaver .

Mere information: Kryds i Axial III -V Heterostructure Nanowires Opnået via en udveksling af gruppe III -elementer, Nano bogstaver , pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nl901348d

Leveret af Københavns Universitet