روش جدیدی برای تولید نانوساختارهای سه بعدی پیچیده

اخیرا روش جدیدی برای تولید نانوساختارها ارائه شده است که با استفاده از آن می‌توان ساختارهای سه بعدی تولید کرد. در این روش از FIB و اچ کردن فتوالکتروشیمیایی استفاده می‌شود.

محققان یک تیم بین المللی موفق به ارائه روشی برای تولید نانوساختارهای سه
بعدی شدند. این کار با استفاده از روش پرتو یون متمرکز (FIB) انجام شده است
که در آن بار منفی روی یک سطح نیترید گالیم ایجاد شده و سپس با استفاده از
روش فتوالکتروشیمیایی، اچ می‌شود. با این کار می‌توان غشاء‌های بسیار نازک
را با کنترل بالا تولید کرد.

نیترید گالیم ماده‌ای نیمه‌هادی بوده که دارای باندگپ بالایی است. این ماده
کاربردهای زیادی در الکترونیک دارد برای مثال از آن در تولید ادوات
الکترونیکی دما و توان بالا استفاده می‌شود همچنین می‌توان لیزرها و
دیودهای نشر نوری تولید کرد. نیترید گالیم ماده‌ای پیزوالکتریک است
بنابراین از این غشاء می‌توان در سیستم‌های نانوالکترومکانیکی استفاده نمود.

 
یون تیگین‌یانو از دانشگاه صنعتی مولداوی اخیرا روشی برای تولید این غشاءها ارائه
کرده است که با استفاده از آن می‌توان شبکه‌ای از ساختارهای نیترید گالیم تولید کرد.

این تیم تحقیقاتی دریافته است که پرتوهای فرابنفش می‌تواند برای اچ کردن سطح به‌کار
رود که با این کار تنها یک لایه بسیار نازک باقی می‌ماند که هیچ زیرلایه‌ای ندارد.
برای تولید زیرلایه برای این ساختار، محققان سطح بالایی نمونه را با استفاده از FIB
بمباران کردند. یون تیگین‌یانو می‌گوید هدف ما این است که نقص‌های ساختاری بیشتری
به این ماده وارد کنیم که با این کاربخش از محلی که در معرض FIB بوده نسبت به پرتو
فرابنفش مات می‌شود.

برای تست این روش محققان یک بخش از نمونه نیترید گالیم را در معرض پرتو ۳۰ کیلوولتی
از یون‌های گالیم قرار دادند که دوز آن ۱۰۱۳ cm-2 بود. سپس باقی سطح را با انرژی کم
تحت تاثیر قرار دادند. با این کار روی سطح بارهای منفی به‌دام می‌افتند که در ادامه
می‌توانند به‌عنوان سپری برای اچ فتوالکتروشیمیایی باشد. این بخش از ماده برای تابش
فرابنفش به‌صورت شفاف خواهد ماند بنابراین می‌توان آن را به‌صورت عمیق اچ کرد.

همانطور که انتظار می‌رود تابش انرژی بالا موجب می‌شود تا سطح مات شود و در نتیجه
نسبت به فرآیند اچ فتوالکتروشیمیایی محفوظ ‌ماند. با این کار می‌توان
نانوساختارهایی به شکل نانو ستون و نانودیواره ایجاد کرد. این ساختارها می‌تواند به‌عنوان
حامی برای غشاء‌های نازک به‌کار رود.

از این روش می‌توان برای تولید نانوساختارهای سه بعدی مبتنی بر نیترید گالیم
استفاده کرد. نتایج این تحقیق در نشریه Physica Status Solidi – Rapid Research
Letters به چاپ رسیده است.