ساخت نانوسیم از ترکیب دو ماده‌ی مختلف

نانوفیزیک‌دان‌های دانمارکی روش جدیدی برای ساخت نانوسیم‌هایی یافته‌اند که در تحقیقات بنیادی فناوری نانو اهمیت بسیاری دارند. این یافته امکان ویژه‌ای در توسعه‌ی حوزه‌ی نانوالکترونیک و پیل‌‌های خورشیدی پربازده خواهد بود.

نانوفیزیک‌دان‌های دانمارکی روش جدیدی برای ساخت نانوسیم‌هایی یافته‌اند که در تحقیقات بنیادی فناوری نانو اهمیت بسیاری دارند. این یافته امکان ویژه‌ای در توسعه‌ی حوزه‌ی نانوالکترونیک و پیل‌‌‌های خورشیدی پربازده خواهد بود.

محققان دانمارکی با تغییر دستورالعمل ساخت یک نانوسیم، موفق به تولید نانوسیمی شدند که از دو نیمه‌هادی مختلف، مانند آرسنید ایندیم گالیم و یا آرسنید ایندیم تشکیل می‌شود. این کار پیشرفت بزرگی محسوب می‌شود زیرا برای اولین برای در مقیاس نانو دو ماده‌ی متفاوت با ویژگی‌های بسیار خوب با یکدیگر ترکیب شده‌اند. این کار مسیرهای تازه‌ای را برای حوزه‌‌ی الکترونیک باز خواهد کرد.

هم‌اکنون تقریباً یک درصد از الکتریسته‌ی تولیدشده در جهان از پیل‌های خورشید به دست می‌آید، زیرا تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته بسیار دشوار است. ترکیب دو نیمه‌هادی مختلف برای ساخت نانوسیم می‌تواند راه‌‌گشای این مشکل باشد. از آنجا که هر ماده جذب نور ویژه‌ی خود را دارد، مواد مختلف جذب نور متفاوتی دارند و اگر با هم ترکیب شوند می‌توانند طیف بیشتری از نور خورشید را جذب کنند. اگر پیل‌های خورشیدی با نانوسیم‌های ساخته‌‌شده از دو سوپرهادی مختلف تولید شوند، جذب نور بیشتری در آنها صورت می‌گیرد.

هم‌اکنون نانوسیم‌های آرسنید گالیم ایندیم و آرسنید ایندیم کاربردهای بسیاری در نانوالکترونیک دارند؛ برای مثال از آنها در نمایشگرهای OLED و LEDها استفاده می‌شود؛ اما برای ساخت نانوسیم‌های کارا لازم است که این دو ماده به نحوی با هم ترکیب شوند که مرز دو ماده در نانوسیم کاملاً قابل تفکیک باشد.

برای رشد این نانوسیم در خلأ، از یک قطره فلز طلا که روی دیسک نازک نیمه هادی قرار دارد، استفاده می‌شود. نانوسیم‌ها از پایین شروع به رشد کرده، ارتفاعشان افزوده می‌شود. در روش‌های پیشین از ترکیب دو نیمه‌‌هادی استفاده می‌شد که روی قطره طلا قرار داده می‌شد. در این روش‌ها مرز بین دو ماده در نانوسیم رشد کرده، بسیار نامشخص بود. در روش جدید این گروه تحقیقاتی، هر دو ماده را می‌توان در زیر یا روی قطره‌ی طلا قرار داد. اگر یکی از ماده‌ها در زیر قرار گیرد ترکیب بین دو ماده صورت نگرفته و مرز میان آرسنید گالیم ایندیم و آرسنید ایندیم قابل تفکیک است.

قابل تفکیک بودن مرز بین دو نیمه‌‌‌هادی برای انتقال جریان با بازده بالا بسیار ضروری است. اگر این مرز قابل تفکیک نباشد الکترون در مرز بین دو ماده گیر می‌افتاد.

این پروژه موضوع پایان‌‌نامه‌ی Peter Krogstrup از مرکز علم نانو the Niels Bohr Institute در دانشگاه کپنهاگ دانمارک است.