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Nanowires Creciente Rinde Horizontalmente la Nueva Ventaja

Published on September 28, 2010 at 7:32 PM

Mientras Que refinaban su método nuevo para hacer los cables del nanoscale, los químicos en el National Institute of Standards and Technology (NIST) descubrieron una nueva manera del premio-uno inesperado de crear los nanowires que producen similar pálido a eso de los diodos electroluminosos (LEDs).

Estos “nano-LED” pueden un día tener sus capacidades de la luz-emisión puestas para trabajar los dispositivos miniatura de servicio tales como nanogenerators o sistemas de la laboratorio-en-uno-viruta.

El Gráfico ilustra una única fila de los nanowires (cilindros con las partes superiores rojas) con los nanowalls plano de deriva-dados forma que extienden hacia fuera. Las demostraciones de la imagen del microscopio electrónico de la transmisión cuatro filas de nanowires y de sus nanowalls correspondientes, apodadas “LED nano” porque emiten la luz cuando están cargados eléctricamente. La distancia a través del micrográfo es aproximadamente el diámetro de un cabello humano. Haber: NIST

Nanowires “es crecido típicamente” por la deposición controlada del óxido del molécula-cinc, para ejemplo-de un gas sobre una materia prima, un proceso llamado deposición de vapor químico (CVD). La Mayoría de las técnicas del CVD forman los nanowires que suben verticalmente de la superficie como cerdas de escobilla. Porque el cable hace contacto con solamente el substrato en un extremo, tiende a no compartir características con el rasgo menos-que-preferido material-uno del substrato porque la composición exacta del nanowire entonces será dura de definir. El incremento Vertical también produce un bosque denso de nanowires, haciéndolo difícil encontrar y colocar los cables de nuevo individuales de la calidad superior. Para remediar estos defectos, los químicos Babak Nikoobakht del NIST y Andrew Herzing desarrollaron método “superficie-dirigido” para crecer nanowires horizontalmente a través del substrato (véase “una Batido de la Tecnología del NIST de la Fabricación del Dispositivo de Nanowire del Industrial-Grado de las Versiones Parciales De Programa del NIST”, El 25 de octubre de 2007, en http://www.nist.gov/public_affairs/techbeat/tb2007_1025.htm#nanowire).

Como muchos métodos del CVD del incremento vertical, la técnica de la fabricación del NIST utiliza el oro como catalizador para la formación cristalina. La diferencia es que el oro depositado en el método del NIST está calentado a 900 grados de Celsius (1.652 grados de Fahrenheit), convirtiéndolo a un nanoparticle que sirva como sitio y media del incremento para la cristalización de las moléculas del óxido de cinc. Mientras Que el óxido de cinc nanocrystal crece, activa el nanoparticle del oro a lo largo de la superficie del substrato (en este experimento, nitruro del galio) para formar un nanowire que crezca horizontalmente a través del substrato y así que exhibe las propiedades influenciadas fuertemente por su materia prima.

En el trabajo reciente publicado en ACS Nano, * Nikoobakht y Herzing aumentaron el espesor del nanoparticle del catalizador del oro de menos de 8 nanómetros a aproximadamente 20 nanómetros. El cambio dio lugar a los nanowires que crecieron una estructura secundaria, a tiburón-como el “plano de deriva dorsal” (designado un “nanowall ") donde está electrón-rica la porción del óxido de cinc y la porción del nitruro del galio es electrón-pobre. El interfaz entre estos dos material-sabidos pues un p-n heterounión-permite electrones fluir a través de él cuando la combinación del nanowire-nanowall fue encargada de electricidad. A su vez, el movimiento de electrones produjo la luz y llevó a los investigadores a apararla un “LED nano.”

A Diferencia de las técnicas anteriores para producir heterouniones, el método “superficie-dirigido” de la fabricación del NIST hace fácil localizar heterouniones individuales en la superficie. Esta característica es especialmente útil cuando un gran número de heterouniones se deben agrupar en un arsenal para poderlas cargar eléctricamente como unidad luminescente.

El examen de microscopio electrónico (TEM) de la Transmisión de los nanowires y de los nanowalls del nitruro del óxido-galio del cinc reveló pocos defectos estructurales en los nanowires y las heterouniones muy distintas del p-n en los nanowalls, ambas afirmaciones de la eficacia del NIST “superficie dirigieron” método de la fabricación.

Nikoobakht y Herzing esperan mejorar el LED nano en los experimentos futuros usando mejores diseños de la geometría y del material, y después los aplican en el revelado de fuentes de luz y de detectores útiles en dispositivos o plataformas fotónicos de la laboratorio-en-uno-viruta.

* B. Nikkoobakht y A. Herzing. Formación de matrices planares de heterouniones unidimensionales del p-n usando el incremento superficie-dirigido de nanowires y de nanowalls. ACS Nano. De Sept. en línea Publicado el 15 de 2010.

Last Update: 12. January 2012 04:13

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