Forskere bruger elektronmikroskop til at afsløre, hvordan halvledernannotråde vokser

(Phys.org) – Et team af forskere med medlemmer fra Sverige, U.K. og USA har brugt et transmissionselektronmikroskop til at opdage hemmelighederne bag, hvordan nanotråde plejede at få halvledere til at vokse. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , holdet beskriver deres mikroskopiske undersøgelse af galliumarsenid nanotråde i deres vækstfase, og hvad de lærte om processen. Anna Fontcuberta i Morral med École Polytechnique Fédérale de Lausanne i Schweiz tilbyder et nyheds- og synspunkterperspektiv på det arbejde, som teamet har udført i samme tidsskriftsudgave, der beskriver den anvendte proces og forklarer, hvad resultaterne vil betyde for fremskridt inden for elektronik, fotonik og kvanteinformationsforskning.

Forskere har opdaget mange nyttige egenskaber ved krystaller, der fører til udviklingen af ​​mange moderne produkter, såsom computere og fotoniske enheder. Sådanne enheder afhænger af en evne til at dyrke krystaller på måder, der passer til særlige behov. Men, som Fontcuberta i Morral bemærker, en fuldstændig forståelse af, hvad der sker i de indledende faser af krystalvækst, holder udviklingen af ​​et bredere udvalg af produkter tilbage. I denne nye indsats, forskerne søgte at lære mere om polytypisme - hvor en forbindelse har evnen til at eksistere som forskellige krystalformer med kun forskelle i deres dobbeltlagsstruktur - ved at se nærmere på de indledende faser af galliumarsenid -nanotråddannelse under damp -væske– solid metode. De rapporterer, at deres observationer afslørede, at der blev dannet nye dobbeltlag ved trefaselinjen, resulterer i et fladt lag øverst, men når den flydende metaldråbe brugt som katalysator voksede til en vis størrelse, en kant dukkede op, som ændrede væksten af ​​krystallen - dobbeltlag dannedes pludselig hurtigere, og kanten begyndte at svinge.

Forskerne antyder, at deres observationer afslørede, at dråbestørrelse direkte påvirkede kontaktvinklen og morfologien i grænsefladen mellem flydende og fast stof. De bemærkede også, at vinkler tæt på 90° typisk resulterede i kernedannelse af dobbeltlag, hvorimod mindre vinkler typisk førte til undertrykkelse af nukleering af dobbeltlag, hvilket muliggjorde dannelsen af ​​zink-blandingsstrukturer.

Fontcuberta i Morral foreslår, at resultaterne af holdet giver en ny vej mod krystalfasedesign, gør det muligt for ingeniører at vælge den krystalfase, de ønsker til bestemte applikationer.

© 2016 Phys.org