Nanotråde kommer ind i rillen

Weizmann Institute forskere har opdaget, at voksende nanotråde ud, ikke op, kan holde dem i kø.

Det er ikke let at vokse op, især for små nanotråde:Uden støtte eller vejledning, nanotråde bliver uregerlige, gør det svært at udnytte deres fulde potentiale som effektive halvledere. Prof. Ernesto Joselevich fra Weizmann Instituttets kemifakultet har fundet en måde at vokse halvleder -nanotråde ud på, ikke op, på en overflade, at sørge for, for første gang, den tiltrængte vejledning til at producere relativt lang, ordnet, justerede strukturer. Da halvledere med kontrollerede strukturer er kernen i de mest avancerede teknologier, denne nye forskning vil forhåbentlig muliggøre produktion af halvleder -nanostrukturer med forbedrede elektroniske og optiske egenskaber, velegnet til en lang række applikationer, herunder lysdioder, lasere, informationslagringsmedier, transistorer, computere, solceller og mere.

Joselevich, Ph.d. studerende David Tsivion og postdoktor Mark Schvartzman fra Afdeling for materialer og grænseflader voksede nanotråde fremstillet af galliumnitrid (GaN) ved hjælp af en metode, der normalt producerer lodrette nanotråde med fremragende optiske og elektroniske egenskaber. Disse lodrette ledninger bliver først uregerlige, når de er høstet og samlet til arrays. For at omgå dette problem, forskerne brugte safir som basis for at dyrke nanotråde. Men i stedet for at dyrke dem på en glat overflade, skære bevidst safiren langs forskellige krystalplaner, resulterer i forskellige overflademønstre, herunder 'trin' af nano-meter dimensioner mellem krystalets forskellige planer, samt harmonika-lignende, V-formede riller.

Deres resultater, for nylig udgivet i Videnskab , vise, at overfladetrin og riller har en stærk styrende effekt, lokke nanotråde til at vokse vandret langs deres kanter eller inden i rillerne og producere godt justeret, millimeter lange nanotrådsarrays. I modsætning, nuværende metoder til samling af nanotråde vandret på glatte overflader resulterer i uordenlige nanotråde kun mikrometer lange med subpar egenskaber.

Joselevich:'Det var overraskende at opdage, at de optiske og elektroniske egenskaber ved vores nanotråde var lige så gode - hvis ikke bedre - end dem, der dyrkes lodret, fordi voksende halvledere på en overflade normalt introducerer defekter, der forringer deres kvalitet. '

Selvom det stadig ikke er helt klart, hvordan en metode, der normalt producerer lodrette nanotråde, fungerer for at skabe horisontal vækst i den nye undersøgelse, Joselevich og hans team har formået at kombinere, i et enkelt trin, syntese og samling af velstrukturerede nanotråde med unikke egenskaber, der er velegnede til en lang række applikationer, ved simpelthen at få dem 'ind i rillen'. ?