روشی ساده برای ساخت پوشش از نانوذرات طلا

محققان مؤسسه‌ی فناوری رنسلر موفق به توسعه‌ی روشی شدند که با آن می‌توان لایه‌های نازکی از طلا را با ضخامت یک میلیاردیوم متر ایجاد کرد. برای ساخت این لایه‌ها نیاز به ابزارهای پیچیده‌ای نیست و می‌توان آن را روی هر سطحی که روی ویفر سیلیکونی باشد، نشست داد.

محققان مؤسسه‌ی فناوری رنسلر موفق به توسعه‌ی روشی شدند که با آن می‌توان لایه‌های نازکی از طلا را با ضخامت یک میلیاردیوم متر ایجاد کرد. برای ساخت این لایه‌ها نیاز به ابزارهای پیچیده‌ای نیست و می‌توان آن را روی هر سطحی که روی ویفر سیلیکونی باشد، نشست داد. این لایه‌ها دارای کاربرد بسیاری در صنعت نانوالکترونیک و تولید نیمه‌هادی دارد.

استادیار مؤسسه فناوری رنسلر و همکارانش نانوذرات طلا را درون تولوئن مایع (یک حلال آلی رایج در صنعت) ریختند . زمانی که این محلول در معرض هوا قرار می‌گیرد، نانوذرات به‌صورت به هم فشرده درآمده، یک لایه‌ی مسطح را تشکیل می‌دهند. با چکاندن یک قطره از این محلول روی یک سطح، پس از تبخیر تولوئن می‌توان یک پوشش از نانوذرات طلا را روی سطح ایجاد کرد. محققان با این روش لایه‌ی نازکی از طلا را روی ویفر سیلیکونی ۳ ‌اینچی ایجاد کردند.

پیشرفت‌های شگرفی در بخش سنتز شیمیایی نانوذرات کلوئیدی طی سال‌های اخیر اتفاق افتاده؛ اما تولید تک‌لایه‌هایی از نانوذرات که در ابعاد مختلف (از ابعاد نانومتری تا میلی‌متری) دارای یکنواختی فضایی باشند، کار چالش‌برانگیزی بوده‌است. یکی از اعضای این گروه تحقیاتی معتقد است روشی که آنها برای تولید نانولایه‌های خیلی نازک ارائه کرده‌اند، موجب افزایش استفاده از نانوذرات طلا خواهد شد. روش‌های متداول معمولاً چندین ساعت طول می‌کشند؛ اما این روش جدید تنها ۱۰ دقیقه به طول می‌انجامد، بدون این که نیازی به فرایندهای تکمیلی تمیزکاری باشد. نانوذرات تولیدی به این روش، دارای توانایی باردار شدن در حلال‌های غیر قطبی است.

پیش از این، برای ایجاد لایه‌های دوبعدی از نانوذرات، از تولوئن استفاده می‌شد که فرایند بسیار کندی بود که در آن از مقادیر بسیار زیاد لیگند استفاده می‌شده که در نهایت منجر به پبچیده شدن فرایند خودآرایی می‌شود. برای زدودن این لیگندهای غیر فرار از سیستم،می‌باید از خلأ استفاده می‌شد؛ در صورتی که در این روش، نانوذرات طلا در کمتر از یک ثانیه درون تولوئن پخش شده، بدون اینکه نیازی به سیستم خلأ داشته باشد. در کمتر از چند دقیقه قطرات تولوئن تبخیر شده و نانوذرات طلا باقی می‌ماند.

امکان تعمیم این روش به دیگر نانوذرات از کارهای چالش‌برانگیز محسوب می‌شود؛ اما در صورت انجام، قابلیت بسیار بالایی دارد. فیلم‌های ساخته‌شده از نانوذرات، کاربرد بسیار زیادی در بخش ذخیره‌سازی اطلاعات دارد.

نتایج این تحقیق در نشریه‌‌یLangmuir به چاپ رسیده‌است.