با درک این که چرا و چگونه نانوسیمها تشکیل میشوند میتوان پتانسیل استفاده از آنها در قطعات الکترونیکی را افزایش داد. یک دانشچوی دکترا در دانشگاه کپنهاگ موفق شده است مدل نظری پیرامون نحوه تشکیل نانوسیمها و چگونگی کنترل شکل بلوری آن ارائه کند.
ارائه مدلی پیرامون نحوه تشکیل نانوسیمها
با درک این که چرا و چگونه نانوسیمها تشکیل میشوند میتوان پتانسیل استفاده از آنها در قطعات الکترونیکی را افزایش داد. یک دانشچوی دکترا در دانشگاه کپنهاگ موفق شده است مدل نظری پیرامون نحوه تشکیل نانوسیمها و چگونگی کنترل شکل بلوری آن ارائه کند.
یکی از اصلیترین اجزاء ادوات الکترونیکی آینده، احتمالا اجزاء مبتنی بر نانوبلورها هستند که از طول موج نوری که چشمان ما قادر به شناسایی آن است، کوچکتر هستند. نانوسیمها، که سیمهای نانوبلور بسیار نازک هستند، نقش فوق العاده مهمی در این فناوریها خواهند داشت زیرا ویژگیهای نوری و الکتریکی منحصربهفردی دارند. محققان در سراسر دنیا بر روی بهبود ویژگیهای این نانوسیمها کار میکنند.
در این راستا، پیتر کروگستراپ از موسسه نیلز بور در دانشگاه کپنهاگ تحقیقاتی انجام داده است که منجر به درک بهتری از نانوسیمها شده است. نتایج این تحقیقات میتواند منجر به بهبود عملکرد نانوسیم شده و در نهایت منتهی به استفاده از نانوسیمها در پیلهای خورشیدی و کامپیوترها شود. در مقالهای که در نشریه Physical Review Letters به چاپ رسیده است، او توضیح داده است که چگونه تحت شرایط خاص نانوسیمها تشکیل ساختار بلوری میدهد، در حالی که در شرایط عادی چنین چیزی اتفاق نمیافتد.
پیتر کروگستراپ که در سالهای اخیر بروی این تئوری کار میکند، میگوید بلورها همیشه تمایل دارند که انرژی درونیشان به حداقل مقدار ممکن برسد، این یک قانون بنیادی در فیزیک است. بر اساس این قانون نانوسیمها باید ساختار بلوری مکعبی داشته باشند اما در بیشتر مواقع دیده شده است که این نانوسیمها ساختار شش وجهی دارند.
بهمنظور توضیح اینکه، چه وقت و چگونه این بلورهای بهصورت شش وجهی در میآیند، پیتر کروگستراپ، در قالب پروژه دکترا، از ذره کاتالیستی برای رشد نانوسیم استفاده کرد. این کاتالیست که شکلی شبیه به یک قطره داشت، رشد نانوسیم را تحت کنترل در آورد. بهنظر میرسد که شکل قطره بستگی به مقدار اتمهای گروه سوم جدول تناوبی دارد. این اتمها نیمی از اتمهای بلور نانوسیم را تشکیل میدهند. نیم دیگر اتمها، که از گروه پنجم جدول تناوبی هستند، جذب قطره شده و تشکیل یک شبکه را میدهد در نهایت بلور نانوسیم رشد میکند.
این تحقیق نشان داد که شکل قطره تعیین کننده نوع ساختار بلوری نانوسیم است و با علم به این حقیقت میتوان ویژگیهای نانوسیم را بهبود داد. ساختار بلوری تاثیر شگرفی روی خواص نوری و الکتریکی نانوسیمها داشته و اکنون میتوان این ساختار را به دلخواه مکعبی یا شش وجهی تعیین کرد. با بهبود نانوسیمها، میتوان قطعات الکترونیکی بهتری ایجاد کرد.