Et nyt twist på en meget gammel fysikteknik kan påvirke nanovidenskab

(Phys.org) – Et nyt twist på en meget gammel fysikteknik kan have en dybtgående indvirkning på et af de mest omtalte aspekter af nanovidenskab.

Forskere ved University of Cincinnati har fundet ud af, at deres unikke metode til lys-stof-interaktionsanalyse ser ud til at være en god måde at hjælpe med at lave bedre halvledernannotråde.

"Halvleder nanotråde er et af de hotteste emner inden for det nanovidenskabelige forskningsfelt i det seneste årti, " siger Yuda Wang, en UC ph.d.-studerende. "På grund af den unikke geometri sammenlignet med konventionelle bulk-halvledere, nanotråde har allerede vist mange fordelagtige egenskaber, især i nye applikationer inden for områder som nanoelektronik, nanofotonik, nanobiokemi og nanoenergi."

Wang vil præsentere holdets forskning "Transient Rayleigh Scattering Spectroscopy Measurement of Carrier Dynamics in Zincblende and Wurtzite Indium Phosphide Nanowires" ved American Physical Society (APS) møde, der afholdes 3.-7. marts i Denver. Næsten 10, 000 fagfolk, forskere og studerende vil deltage i APS-mødet for at diskutere ny forskning fra industrien, universiteter og laboratorier fra hele verden.

Nøglen til denne forskning er UC's nye metode til Rayleigh-spredning, et fænomen første gang beskrevet i 1871 og den videnskabelige forklaring på, hvorfor himlen er blå om dagen og bliver rød ved solnedgang. Forskernes Rayleigh-spredningsteknik sonderer båndstrukturerne og elektronhulsdynamikken inde i en enkelt indiumphosphid nanotråd, giver dem mulighed for at observere responsen med en tidsopløsning i femtosekundsområdet - eller en kvadrilliontedel af et sekund.

"I bund og grund, vi kan generere et levende billede af, hvordan elektronerne og hullerne ophidses og langsomt vender tilbage til deres oprindelige tilstande, og mekanismen bag det kan analyseres og forstås, " siger Wang, af UC's Institut for Fysik. "Det er alt sammen afgørende for at karakterisere de optiske eller elektroniske egenskaber af en halvledende nanotråd."

Halvledere er i centrum for moderne elektronik. computere, Tv og mobiltelefoner har dem. De er lavet af den krystallinske form af elementer, der har videnskabeligt gavnlige elektriske ledningsevneegenskaber.

Wang siger, at det spirende udvalg af halvleder-nanowire-applikationer - såsom mindre, mere energieffektiv elektronik – har medført hurtige forbedringer af nanotrådsfremstillingsteknikker. Han siger, at hans teams forskning kan tilbyde nanoteknologiske producenter en ny og yderst effektiv mulighed for at måle fysikken inde i nanotrådene.

"Nøglen til en god optimeringsproces er en fremragende feedback, eller en karakteriseringsmetode, "Wang siger. "Rayleigh-spredning ser ud til at være en enestående måde at måle flere nanotrådsegenskaber på samtidigt på en ikke-invasiv og højkvalitets måde."