ارائه‌ی روشی جدید برای رشد نانوسیم‌ها

نسبت بالای سطح به حجم در نانوذرات موجب کاهش شدید نقطه‌ی ذوب ذرات می‌گردد، که از آن می‌توان به‌عنوان کاتالیست تک عنصر بلوری مایع برای رشد نانوسیم‌های اکسید روی به روش جامد- مایع- گاز (VLS) استفاده کرد.

نانوسیم‌های نیمه‌هادی، به‌‌خصوص آنهایی که از مواد دارای باندگپ (فاصله‌ی بین باند هدایت با الکترون‌‌های ماده) بالا تشکیل می‌شوند، مواد بسیار ایده‌آلی برای به‌‌کارگیری در پیل‌های خورشیدی بزرگ، دیودها و لیزرها هستند. این نانوسیم‌ها ـ که اغلب به روش جامد- مایع- گاز (VLS) رشد داده می‌شوند ـ مبتنی بر مایعاتی هستند که در سطح تماس بین کاتالیست طلا و بستر سیلیکونی تشکیل می‌شوند. از آنجا که وجود بستر سیلیکونی برای ذوب کاتالیست ضروری است، روش‌‌های VLS رایج برای به‌‌کارگیری در دیگر بسترها دشوار است.

گروه محققان Narayanamurti در دانشگاه هاروارد آمریکا، روی روش‌هایی کار می‌‌کنند که در آن رشد نانوسیم‌ها روی بسترهای مختلف از جمله بسترهای منعطف، ارزان‌‌قیمت و هادی امکان‌‌پذیر باشد. این گروه تحقیقاتی اخیراً موفق به رشد نانوسیم‌های اکسید روی، بر روی ورقه‌ی فلزی با کمک ذرات کاتالیستی فوق‌‌العاده کوچک طلا شده‌اند. برتری این روش آن است که نقطه‌ی پایین ذوب نانوذرات کاتالیستی، منجر به ذوب راحت آنها شده، بدون نیاز به بستر سیلیکونی، سایت‌هایی را برای رشد مایع فراهم می‌آورند. نقطه‌‌‌‌ی ذوب طلا در حالت معمول، ۱۰۶۴ درجه‌ی سانتی‌گراد است، در حالی‌که نانوذرات طلا به اندازه‌ی ۵ نانومتر، در دمایی بین ۷۵۰ تا ۸۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد ذوب می‌گردد. این ویژگی باعث شده محققان بتوانند نانوسیم‌های اکسید روی را بر روی بستر تیتانیوم و مولیبدن رشد دهند.

پیش‌بینی می‌شود این روش جدید برای تولید نانوسیم‌های مختلف روی بسترهای متفاوت و در حضور کاتالیست‌های گوناگون مناسب باشد و بتوان از آن در کاربردهای مختلفی همچون تولید پیل‌‌های خورشیدی و دیودها، روی بسترهای منعطف، ارزان‌‌قیمت و هادی استفاده کرد.