En skov af nanorods:Fantastiske nanostrukturer skabt af blikvinkelaflejring

Ligesom landskabsfotografier, der er optaget i lys med lav vinkel, dramatisk fremhæver subtile slinger og høje, aflejring af metaldampe i blikvinkler forvandler en ru overflade til fantastiske nanostrukturer med en lang række potentielle egenskaber.

I årtier, dampaflejring har været en standardteknik til at skabe moderne mikroelektroniske kredsløb. Men næsten alle industriens bestræbelser har været viet til at gøre strukturer så flade og glatte som muligt. I stedet for at placere metalkilder i høj-middagspositionen, der bruges til at lave funktionsløse strukturer, Daniel Gall fra Rensselaer Polytechnic Institute er en af ​​flere dusin forskningsledere, der placerer dem i meget snævre vinkler, der ligner solopgang eller solnedgang. Metalatomer rammer derefter primært alle høje pletter på måloverfladen. Fortsat aflejring skaber en skov af nanorods, frem for flade film, da hver voksende stang skygger et volumen bag sig. Startende med et mønstret substrat giver en regelmæssig række af nanoskala søjler, som skyskrabere i downtown Manhattan.

Gall beskriver sin forskning i dag på AVS 57th International Symposium &Exhibition, som finder sted i denne uge i Albuquerque Convention Center i New Mexico.

I sin tale, Gall afslører en ny teori, der forudsiger, hvordan aflejringstemperaturen og diffusionen påvirker nanorodernes diametre.

"Atomer, der bevæger sig ved overfladediffusion, glatter typisk overfladen, " siger Gall. "Atomisk skygge forårsager de modsatte virkninger, gør overfladen ru. Blikvinkelaflejring udvider skyggeeffekter til højere temperaturer, som fører til nanorods med større diameter."

Han illustrerer også sin præsentation med billeder af en række forskellige nanostrukturer skabt i hans laboratorium, inklusive mærkeligt formede halvmåner lavet, da han startede med et mønster af selvsamlede kugler.

Fremtidige applikationer til nanorod-strukturer som Galls omfatter nanosensorer, optiske elementer, brændselscellekatoder og elektriske kontakter til buffering af termisk ekspansion.