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Nanowires Croissant Fournit Horizontalement l'Avantage Neuf

Published on September 28, 2010 at 7:32 PM

Tout En polissant leur méthode nouvelle pour effectuer des fils de nanoscale, les pharmaciens au National Institute of Standards and Technology (NIST) ont découvert une voie neuve de bonus-un inattendu de produire les nanowires qui produisent assimilé léger à cela à partir des lights emitting diode (LEDs).

Ces « nano-LED » peuvent un jour avoir leurs capacités de lumière-émission mises pour fonctionner les dispositifs miniatures servants tels que des nanogenerators ou des systèmes de laboratoire-sur-un-puce.

Le Graphique illustre une ligne unique des nanowires (cylindres avec les agrostides blanches) avec les nanowalls ailette ailette étendant vers l'extérieur. Les expositions d'image de microscope électronique de boîte de vitesses quatre lignes des nanowires et de leurs nanowalls correspondants, surnommées « nano LED » parce qu'ils émettent la lumière une fois électriquement chargés. La distance en travers du micrographe est environ le diamètre des cheveux. Crédit : NIST

Nanowires type « sont développés » par le dépôt réglé de l'oxyde de molécule-zinc, pour exemple-d'un gaz sur une matière première, une déposition en phase vapeur appelée de processus (CVD). La Plupart Des techniques de CVD forment les nanowires qui montent verticalement de la surface comme des poils de brosse. Puisque le fil entre en contact avec seulement le substrat à une extrémité, il tend à ne pas partager des caractéristiques avec le trait moins-que-préféré par matériau-un de substrat parce qu'il sera alors difficile de définir la composition exacte du nanowire. L'accroissement Vertical produit également une forêt dense de nanowires, la rendant difficile de trouver et repositionner différents fils de qualité supérieure. Pour remédier à de ces points faibles, les pharmaciens Babak Nikoobakht de NIST et l'Andrew Herzing ont développé méthode « surface-dirigée » pour élever des nanowires horizontalement en travers du substrat (voir le Battement de Tech de NIST « de Fabrication de Dispositif de Nanowire d'Industriel-Qualité de Démos de NIST », Le 25 octobre 2007, chez http://www.nist.gov/public_affairs/techbeat/tb2007_1025.htm#nanowire).

Comme beaucoup de méthodes de CVD d'accroissement vertical, la technique de fabrication de NIST utilise l'or comme catalyseur pour la formation en cristal. La différence est que l'or déposé dans la méthode de NIST est passionné à 900 degrés Celsius (1.652 degrés de Fahrenheit), la convertissant en nanoparticle qui sert de site et de support d'accroissement à la cristallisation des molécules d'oxyde de zinc. Pendant Que l'oxyde de zinc nanocrystal se développe, il pousse le nanoparticle d'or le long de la surface du substrat (en ces expérience, nitrure de gallium) pour former un nanowire qui se développe horizontalement en travers du substrat et ainsi présente des propriétés fortement influencées par sa matière première.

Dans les travaux récents publiés dans le Nano d'ACS, * Nikoobakht et Herzing ont augmenté l'épaisseur du nanoparticle de catalyseur d'or de moins de 8 nanomètres à approximativement 20 nanomètres. La modification a eu comme conséquence les nanowires qui ont élevé une structure secondaire, « une ailette dorsale » comme un requin (désignée sous le nom d'un « nanowall ") où la partie d'oxyde de zinc est riche en électron et la partie de nitrure de gallium est électron-mauvaise. La surface adjacente entre ces deux matériau-sus car un NA hétérojonction-laisse des électrons pour circuler en travers de lui quand la combinaison de nanowire-nanowall a été chargée de l'électricité. Consécutivement, le mouvement des électrons a produit la lumière et a abouti les chercheurs à l'abouber un « nano LED. »

À La Différence des techniques précédentes pour produire des hétérojonctions, la méthode « surface-dirigée » de fabrication de NIST le rend facile de localiser différentes hétérojonctions sur la surface. Cette caractéristique technique est particulièrement utile quand un grand nombre d'hétérojonctions doivent être groupées dans un alignement de sorte qu'elles puissent être électriquement chargées comme ensemble électroluminescent.

L'examen de microscope électronique (TEM) de Boîte De Vitesses des nanowires et des nanowalls de nitrure d'oxyde-Galliums de zinc a indiqué peu d'anomalies de structure dans les nanowires et les hétérojonctions très distinctes de NA dans les nanowalls, les deux affirmations de l'efficacité du NIST « surface ont dirigé » la méthode de fabrication.

Nikoobakht et Herzing espèrent améliorer le nano LED dans de futures expériences utilisant de meilleurs designs de la géométrie et de matériau, et puis les appliquent dans le développement des sources lumineuses et des détecteurs utiles dans les dispositifs ou des plates-formes photoniques de laboratoire-sur-un-puce.

* B. Nikkoobakht et A. Herzing. Formation des rangées d'éléments dans un plan des hétérojonctions unidimensionnelles de NA utilisant l'accroissement surface-dirigé des nanowires et des nanowalls. Nano d'ACS. Septembre 15 en ligne Publié, 2010.

Last Update: 12. January 2012 04:38

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