En ny metode til fremstilling af lodrette nanotråde af høj kvalitet

Forskere ved Hokkaido Universitet beskriver en ny metode til fremstilling af højkvalitets lodrette nanotråde med fuld kontrol over deres størrelse, densitet og fordeling over et halvledende substrat. Resultaterne er rapporteret i Japanese Journal of Applied Physics .

Nanotråde har interessante egenskaber, som ikke findes i bulkmaterialer, gør dem nyttige i komponenter til nye elektroniske og fotoniske enheder. Der er stor interesse for udviklingen af ​​vertikale, fritstående nanotråde, da deres alsidighed viser et stort løfte. Imidlertid, de fleste aktuelle designs bruger bottom-up-fremstillingsteknikker, der resulterer i, at lodrette nanotråde bliver tilfældigt fordelt på halvledende underlag, begrænse deres anvendelighed.

Nu, Ryutaro Kodaira, Shinjiro Hara og kolleger på Hokkaido Universitet har demonstreret en ny metode til fremstilling af højkvalitets lodrette nanotråde med fuld kontrol over deres størrelse, tæthed og fordeling over et halvledende substrat.

Holdet skabte en indium arsenid (InAs) nanotrådskabelon, hvorfra de ønskede heterojunction nanotråde kunne dyrkes, som var sammensat af ferromagnetisk manganarsenid (MnAs) og halvledende InAs. I fremstillingsprocessen, de producerede først InAs nanotrådskabelon ved præcist at mønstre cirkulære åbninger i siliciumdioxid tynde film, som blev aflejret ved plasmasputtering på wafers. Dernæst dyrkede forskerne enkelte InAs nanotråde i hvert cirkulært hul. MnAs nanotrådene dannet enten inde (i midten) eller oven på InAs nanotrådene, ved en proces kendt som 'endotaxi' – orienteret krystalvækst inde i en anden krystal.

MnAs nanotrådene havde en sekskantet struktur, uden defekter eller dislokationer, og ingen forurening med andre elementer. Grænsefladen mellem de halvledende InAs nanotråde og de ferromagnetiske MnAs nanotråde giver interessante muligheder for fremtidige enheder. Ja, Kodaira og Haras team har allerede brugt deres nye nanotråde til omhyggeligt at karakterisere nanotrådenes magnetotransportegenskaber til den potentielle fremstilling af vertikale spintroniske anordninger.

Nanotrådene kan vise sig at være uvurderlige i næste generations sensorenheder til elektroniske, fotoniske og biokemiske anvendelser. De nye nanotråde skabt af holdet kunne udvide alsidigheden af ​​nanotrådene til selv nano-skala spintronics.