Nano maskinværksted former nanotråde, ultratynde film

(Phys.org) – En ny "nano-maskinbutik", der former nanotråde og ultratynde film, kunne repræsentere en fremtidig fremstillingsmetode for små strukturer med potentielt revolutionerende egenskaber.

Strukturerne kan være "tunet" til applikationer lige fra højhastighedselektronik til solceller og kan også have større styrke og usædvanlige egenskaber såsom ultrahøj magnetisme og "plasmonisk resonans, "hvilket kunne føre til forbedret optik, computere og elektronik.

Forskerne brugte deres teknik til at stemple nano- og mikrogear; danne små cirkulære former ud af et materiale kaldet grafen, en ultratynd plade af kulstof, der lover avancerede teknologier; og ændre formen på sølv nanotråde, sagde Gary Cheng, en lektor i industriteknik ved Purdue University.

"Vi laver denne formning ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk, som en nanomaskinebutik, " sagde Cheng, arbejder med ph.d.-studerende Ji Li, Yiliang Liao, Ting-Fung Chung og Sergey Suslov og fysikprofessor Yong P. Chen.

Grafen og nanotråde – filamenter 1, 000 gange tyndere end et menneskehår – har adskillige potentielle anvendelser. Imidlertid, teknologier er nødvendige for at skræddersy dem til specifikke anvendelser. Den nye metode, kaldet laserchok-induceret formning, gør det muligt at tune nanotråde ved at ændre elektriske og optoelektriske egenskaber, der er kritiske for elektroniske komponenter og instrumenter.

Forskerne har også vist, hvordan laserchok-induceret formgivning kan bruges til at ændre egenskaberne af grafen, et skridt i retning af at udnytte materialet til elektroniske applikationer.

Resultaterne blev beskrevet detaljeret i forskningsartikler offentliggjort i tidsskriftet Nano bogstaver , og arbejdet blev også fremhævet tidligere på måneden i sektionen Nyheder og visninger af tidsskriftet Natur fotonik .

Teknikken fungerer ved at bruge en sandwichstruktur i flere lag, der har en lillebitte form i bunden. Nanotråde var placeret direkte over formen, og andre materialer blev lagt mellem nanotrådene og en glasdækplade. Udsættelse af denne lagdelte "dannende enhed" for en ultrahurtig pulserende laser får et af lagene til at brænde op, genererer et nedadgående tryk, der tvinger nanotrådene ind i formen og ændrer deres form.

"Processen kunne skaleres op til en industriel rulle-til-rulle-fremstillingsproces ved at ændre laserstrålestørrelse og scanningshastighed, "Cheng sagde. "Den laserchok-inducerede formgivningsmetode er hurtig og billig."

En del af forskningen, finansieret af National Science Foundation, blev udført i et specialiseret rent rum på Birck Nanotechnology Center i Purdues Discovery Park.