Group bruger kontrolleret krakning til nanofabrikation

(Phys.org) - Når du opretter nanomaterialer, revner betragtes generelt som et problem; det betyder normalt, at noget er gået galt, og resultatet, som med andre materialefremstillingsprocesser, såsom glas eller keramik, betyder næsten altid enten oparbejdning eller at sende prøven til skraldespanden. Men nu et forskerhold i Sydkorea har fundet en måde at forårsage revner med vilje, når de fremstiller et nanomateriale, for at opnå det ønskede resultat. De beskriver deres proces og resultater i deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur .

For at komme med deres metode, holdet ændrede en gammeldags teknik, der almindeligvis bruges til at forme sten. I stedet for at smadre eller mejsle, der laves små huller i stenen, hvor der sættes træstykker ind. Iblødsætning af træet får det til at udvide sig og knække stenen på den helt rigtige måde.

I laboratoriet, forskerne ætsede først meget små hak og trin ind i et siliciumsubstrat. De fulgte det ved først at dække substratet med et meget tyndt lag siliciumdioxid og derefter med et af siliciumnitrid, lave en sandwich. Uden hak og trin, revner ville udvikle sig spontant og kaotisk i sådan en sandwich; dog med dem revnet kan kontrolleres. Hakkene får spændingen i underlaget til at blive koncentreret, tvinger revnerne til at begynde, hvor de blev lavet. Trinene tjener som stærke grænser, begrænser revnen til netop det område, hvor den er ønsket. På denne måde revner, der opstår, må ikke følge den krystallinske struktur, som de normalt ville, og er i stedet rettet ad ønskede veje. Ved hjælp af denne teknik skabte teamet revner, der dannede lige linjer, nogle der var oscillerende og nogle der var sting-lignende. De siger, at det også kunne bruges til at lave revner, der rent faktisk dannes rundt om hjørner. De påpeger også, hvordan den samme teknik kunne bruges til at skabe kanaler i nanomaterialer, der er afhængige af at flytte meget små mængder flydende materiale.

Ved hjælp af denne teknik, teamet foreslår, ville generelt være billigere til nanofabrikation end traditionel elektronstråleætsning og mindre tidskrævende. De mener, at det kunne bruges til fremstilling af halvledere og siliciumchips samt til fremstilling af mikrofluidiske produkter.

© 2012 Phys.Org