Spincasting holder løfte om oprettelse af tynde film af nanopartikler

(PhysOrg.com) - Forskere fra North Carolina State University har undersøgt levedygtigheden af ​​en teknik kaldet "spincasting" til at skabe tynde film af nanopartikler på et underliggende substrat - et vigtigt skridt i skabelsen af ​​materialer til forskellige anvendelser, fra optik til elektronik.

Spincasting, som udnytter centrifugalkraft til at fordele en væske på et fast underlag, har allerede forskellige anvendelsesmuligheder. For eksempel, det bruges i elektronikindustrien til at deponere organiske tynde film på siliciumskiver for at skabe transistorer.

Til denne undersøgelse, forskerne spredte først magnetiske nanopartikler overtrukket med ligander til en opløsning. Liganderne, små organiske molekyler, der binder direkte til metaller, lette jævn fordeling af nanopartikler i opløsningen - og senere, på selve underlaget.

En dråbe af opløsningen blev derefter anbragt på en siliciumchip, der var blevet belagt med et lag siliciumnitrid. Chippen blev derefter roteret med høj hastighed, som spredte nanopartikelopløsningen ud over chipens overflade. Da opløsningen tørrede, et tyndt lag nanopartikler blev efterladt på overfladen af ​​substratet.

Ved hjælp af denne teknik, forskerne var i stand til at skabe et ordnet lag nanopartikler på substratet, over et område, der dækker et par kvadratmikron. "Resultaterne er lovende, og denne tilgang fortjener bestemt yderligere undersøgelse, "siger Dr. Joe Tracy, en assisterende professor i materialevidenskab og teknik ved NC State og medforfatter af et papir, der beskriver undersøgelsen.

Tracy forklarer, at en fordel ved spincasting er, at det er en relativt hurtig måde at deponere et lag nanopartikler på. "Det har også et kommercielt potentiale som en omkostningseffektiv måde at skabe tynde film af nanopartikler, "Siger Tracy.

Imidlertid, tilgangen står stadig over for flere forhindringer. Tracy bemærker, at der er behov for ændringer af teknikken, så det kan bruges til at belægge et større overfladeareal med nanopartikler. Yderligere forskning er også nødvendig for at lære, hvordan eller om, teknikken kan modificeres for at opnå en mere jævn fordeling af nanopartikler over dette overfladeareal.

Analyse af nanopartikelfilmene, der blev skabt ved hjælp af spincasting, førte også til en anden udvikling. Forskerne tilpassede analyseværktøjer til at evaluere transmissionselektronmikroskopibilleder af de film, de skabte. En fordel ved at bruge disse grafiske værktøjer er deres evne til at identificere og fremhæve defekter i lagets krystallinske struktur. "Disse metoder til billedanalyse giver os mulighed for at få en detaljeret forståelse af, hvordan nanopartiklens størrelse og formfordeling påvirker pakning i monolag, "Siger Tracy.