【研究人員破解納米晶的挑戰】

江南布衣

【研究人員破解納米晶的挑戰】

 

 

 

如何種植單晶奈米柱

研究人員在美國是第一個使用外延，使納米單晶。

 

外延是一個標準的半導體製造過程中使用，因此，突破可能導致生產的納米薄膜的種類繁多的應用，包括太陽能電池。

 

大多數納米無機材料製成的無定形或多晶矽要么，科學家一直在努力使納米結構從單一晶體生長在一個定義良好的方法就一個基板上。

 

這種晶體可以用來在主機的應用中，在良好的電荷傳輸距離是非常小的要求。

 

單晶非常適合這些應用，因為它們不包含晶粒間的晶界。

 

這些界限可以作為網站的陷阱或散射電子的能力，從而降低了運輸費用納米結構。

 

現在，烏爾里希威斯納和他的同事在康奈爾大學已經開發出一種使單晶納米矽或鎳 monosilicide的幫助下嵌段共聚物的自組裝技術。

 

研究人員說，據他們所知，沒有人曾經成功地將聚合物自組裝與無機單晶外延到現在。

 

 

自組裝技術

為了使他們的納米結構，團隊首先創建一個六邊形陣列的微小氣孔在矽襯底。

 

這是使用一嵌段共聚物自組裝技術，包括存入嵌段共聚物薄膜和其他材料。

 

樣品被加熱和一些化合物蒸發，留下一個正六邊形的小孔相距約 30納米。

 

研究小組隨後填補毛孔的模板與非晶無機材料，如鎳 monosilicide或矽。

 

這種材料被轉換成一個單一的晶體熔化使用約 10 ns的短脈衝激光。

 

冷卻後，從下面的熔融固化，所以創建一個單一納米晶體生長到模板。

 

這部分的過程稱為外延。

 

嵌段共聚物模板，然後刪除，留下一個微小陣列單晶支柱，可作為高為 10納米。

 

激光受僱於威斯納的小組是40 ns的激光脈衝 XeCl準分子波長 308納米。無論是孤立的奈米柱陣列或相關聯的納米結構三維製作了根據模板的厚度。

 

 

複雜的，納米晶的形狀

研究人員說，他們的實驗證明，單晶納米結構可以用一個簡單的激光製作加工步驟。

 

新方法可用於製作各種複雜的，納米晶形狀各異的未來。

 

這些既可以用於基礎研究的納米晶體，或直接在應用程序中。

 

“它現在很有趣，看看有多遠，我們可以把這個過程中，”之稱。

 

例如，一個特別令人興奮的是用我們的方法，限制接觸無機材料間晶格不匹配有一個納米級的表面區域。這可能使我們成長單晶材料，如鍺矽晶體單 - 一很老的和長期的問題，在半導體業。

 

該工作發表在 科學 330 214。

 

關於作者

美女杜梅是特約編輯 nanotechweb.org

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/43983