Nanowires Crescente Rende Horizontalmente o Benefício Novo

Published on September 28, 2010 at 7:32 PM

Ao refinar seu método novo para fazer fios do nanoscale, os químicos no National Institute of Standards and Technology (NIST) descobriram uma maneira nova do bônus-um inesperado de criar os nanowires que produzem similar claro àquele dos diodos luminescentes (LEDs).

Estes “nano-Diodos emissores de luz” podem um dia ter suas capacidades da luz-emissão postas para trabalhar servindo dispositivos diminutos tais como nanogenerators ou sistemas da laboratório-em-um-microplaqueta.

O Gráfico ilustra uma única fileira dos nanowires (cilindros com partes superiores vermelhas) com os nanowalls aleta-dados forma que estendem para fora. As mostras da imagem do microscópio de elétron da transmissão quatro fileiras dos nanowires e de seus nanowalls correspondentes, alcunhadas “Diodo emissor de luz nano” porque se emitem a luz quando cobrados electricamente. A distância através da micrografia é aproximadamente o diâmetro de um cabelo humano. Crédito: NIST

Nanowires “é crescido tipicamente” pelo depósito controlado do óxido do molécula-zinco, para exemplo-de um gás em uma matéria-prima, um processo chamado depósito de vapor químico (CVD). A Maioria de técnicas do CVD formam os nanowires que aumentam verticalmente da superfície como cerdas de escova. Porque o fio contacta somente a carcaça em uma extremidade, tende a não compartilhar de características com o traço menos-do que-preferido material-um da carcaça porque a composição exacta do nanowire será então dura de definir. O crescimento Vertical igualmente produz uma floresta densa dos nanowires, fazendo a difícil encontrar e reposicionar fios individuais da qualidade superior. Para remediar estes defeitos, os químicos Babak Nikoobakht do NIST e Andrew Herzing desenvolveram método “superfície-dirigido” para crescer nanowires horizontalmente através da carcaça (veja do “uma Batida da Tecnologia do NIST da Fabricação do Dispositivo de Nanowire da Industrial-Categoria dos Programas Demonstrativos NIST”, O 25 de outubro de 2007, em http://www.nist.gov/public_affairs/techbeat/tb2007_1025.htm#nanowire).

Como muitos métodos do CVD do crescimento vertical, a técnica da fabricação do NIST usa o ouro como um catalizador para a formação de cristal. A diferença é que o ouro depositado no método do NIST é caloroso a 900 graus de Celsius (1.652 graus de Fahrenheit), convertendo o a um nanoparticle que serva como o local e o media do crescimento para a cristalização de moléculas do óxido de zinco. Enquanto o óxido de zinco nanocrystal cresce, empurra o nanoparticle do ouro ao longo da superfície da carcaça (nestes experiência, nitreto do gálio) para formar um nanowire que cresça horizontalmente através da carcaça e assim que exibe as propriedades influenciadas fortemente por sua matéria-prima.

No trabalho recente publicado em ACS Nano, * Nikoobakht e Herzing aumentaram a espessura do nanoparticle do catalizador do ouro de menos de 8 nanômetros a aproximadamente 20 nanômetros. A mudança conduziu aos nanowires que cresceram uma estrutura secundária, a tubarão-como “a aleta dorsal” (referida como um “nanowall ") onde a parcela do óxido de zinco é elétron-rica e a parcela do nitreto do gálio é elétron-deficiente. A relação entre estes dois material-sabidos porque um p-n heterojunção-permite a elétrons de fluir através dele quando a combinação do nanowire-nanowall foi cobrada com a electricidade. Por sua vez, o movimento dos elétrons produziu a luz e conduziu os pesquisadores dublá-la “um DIODO EMISSOR DE LUZ nano.”

Ao Contrário das técnicas precedentes para produzir heterojunção, o método “superfície-dirigido” da fabricação do NIST faz fácil encontrar heterojunção individuais na superfície. Esta característica é especialmente útil quando um grande número heterojunção devem ser agrupadas em uma disposição de modo que possam electricamente ser cobradas como uma unidade luminescente.

O exame de microscópio de elétron (TEM) da Transmissão dos nanowires e dos nanowalls do nitreto do óxido-gálio do zinco revelou poucos defeitos estruturais nos nanowires e as heterojunção muito distintas do p-n nos nanowalls, ambas as afirmações da eficácia do NIST “superfície dirigiram” o método da fabricação.

Nikoobakht e Herzing esperam melhorar o Diodo emissor de luz nano nas experiências futuras usando melhores projectos da geometria e do material, e aplicam-nos então na revelação de fontes luminosas e de detectores úteis em dispositivos ou em plataformas fotónicas da laboratório-em-um-microplaqueta.

* B. Nikkoobakht e A. Herzing. Formação de disposições planares de heterojunção de uma dimensão do p-n usando o crescimento superfície-dirigido dos nanowires e dos nanowalls. ACS Nano. Sept. em linha Publicado 15, 2010.

Last Update: 12. January 2012 04:09

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