تولید نانولوله‌های فلزی منظم درون یک پاکت نیمه‌رسانا

محققان در مولداوی روشی جدید و ساده برای تولید آرایه‌هایی منظم از نانولوله‌های فلزی توسعه داده‌اند. این روش با استفاده از آبکاری در نانوالگوهای رسانا کار می‌کند که به صورت معمول توسط حکاکی آندی بسترهای نیمه‌هادی در آب نمکی ساخته می‌شوند.

محققان در مولداوی روشی جدید و ساده برای تولید آرایه‌هایی منظم از نانولوله‌های
فلزی توسعه داده‌اند. این روش با استفاده از آبکاری در نانوالگوهای رسانا کار
می‌کند که به صورت معمول توسط حکاکی آندی بسترهای نیمه‌هادی در آب نمکی ساخته
می‌شوند. این روش می‌تواند در تولید ابزارهای پلاسمونی، بلورهای فتونیکی،
کاتالیزورهای مورد استفاده در مبدل‌های انرژی، و حسگرهای زیستی و شیمیایی مفید واقع
شود.

ین تیگینیانو و همکارانش از مرکز ملی مطالعه و آزمایش مواد یک راهکار نانوساخت
مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای تولید نانوالگوهای نیمه‌رسانا توسعه
داده‌اند.

این محققان نشان دادند که حکاکی آندی بسترهای بلوری فسفید ایندیوم (ترکیب
نیمه‌رسانای مورد استفاده در الکتروینک پیشرفته) در یک الکترولیت خنثی مبتنی بر یک
محلول آبی کلرید سدیم منجر به نانوساختاردهی فضایی این ماده می‌شود. در عمل این کار
منجر به ایجاد آرایه‌های دوبعدی خودسازمان‌یافته از حفرات با قطر مورب ۷۰ نانومتر
می‌شود. تیگینیانو توضیح می‌دهد: «در حقیقت ما موفق شدیم با استفاده از حکاکی آندی
بسترهای فسفید ایندیوم در آب نمک دریای سیاه، نانوالگوهایی با کیفیت بالا ایجاد
نماییم».

در حال حاضر دو نوع نانوالگو به طور وسیعی برای نانوساخت مورد استفاده قرار
می‌گیرند: اکسید آلومینیوم حفره‌ای و غشاهای مسیر یونی حکاکی شده مبتنی بر مواد
معدنی یا پلیمرهای آلی. با این حال هر دوی این الگوها مقاومت بالایی داشته و نقشی
غیرفعال در فرایند نانوساخت ایفا می‌کنند. تیگینیانو می‌گوید: « مزیت بزرگ
نانوالگوهای نیمه‌رسانا که ما استفاده کرده‌ایم، رسانایی الکتریکی آنهاست که
می‌توان در طول فرایند ساخت این رسانایی را توسط نور یا میدان الکتریکی به میزان
زیادی کنترل کرد».

ایجاد نظم

این گروه پژوهشی دریافتند که آبکاری پالسی تیتانیوم روی این بسترهای الگودهی شده
منجر به تولید نانولوله‌های فلزی منظم درون این ساختارها می‌گردد. تیگینیانو ادامه
می‌دهد: «این امر نتیجه رسانایی بالای اسکلت الگو می‌باشد که شرایطی را برای
رسوب‌دهی یکنواخت فلز روی سطح داخلی حفرات ایجاد می‌کند. جالب این است که این کار
بدون نیاز به پیش‌پرداخت سطحی حفرات (همانند حساس‌سازی یا فعال‌سازی سطحی) که
عموماً موجب ایجاد ناخالصی‌هایی در ساختار حاصل می‌گردند، صورت می‌پذیرد. در حقیقت
نانوالگوی نیمه‌رسانا همراه با آرایه‌ای از نانولوله‌های فلزی که در آن وارد
شده‌اند، همانند یک ماده لایه‌ای عمل می‌کند؛ بدین ترتیب می‌توان با تراشیدن این
ماده، فیلم‌های نازکی به دست آورد که حاوی ردیف‌هایی از نانوسیم‌های فلزی در
«پاکتی» از فسفید ایندیوم هستند».

نتایج کار این محققان در Electrochemistry Communications منتشر شده است.