روشی ساده برای عامل‌دار کردن نانوسیم‌ها

راهبرد سنتز پایین به بالای نانوسیم‌ها از طریق اپیتاکسی فاز بخار که به وسیله فلزات کاتالیز می‌شود، فرآیند بسیار جذابی برای تولید این ماده محسوب می‌شود. این روش یک درجه آزادی برای طراحی ادوات ایجاد می‌کند. بنابراین می‌توان فراتر از فناوری‌های رایج قدم برداشت.

راهبرد سنتز پایین به بالای نانوسیم‌ها از طریق اپیتاکسی
فاز بخار که به‌وسیله فلزات کاتالیز می‌شود، فرآیند بسیار جذابی برای تولید
این ماده محسوب می‌شود. این روش یک درجه آزادی برای طراحی ادوات ایجاد
می‌کند. بنابراین می‌توان فراتر از فناوری‌های رایج قدم برداشت.

در
فرآیندهای تولید نانوساختارها، نانوسیم‌ها از طریق متراکم شدن اتم‌های
رهاشده از بخار مولکولی ایجاد می‌شوند، این اتم‌ها، به‌عنوان ماده اولیه
سازنده نانوسیم، روی سطح نانوقطرات فلزی نشست می‌کنند. طلا به‌عنوان یکی از
گزینه‌ها به‌عنوان نانوقطره در این فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرد. این
فرآیند خودآرایی نانوسیم‌ها در فشار بخار و دمای بهینه رخ می‌دهد. با این
روش می‌توان هر نوع نانوسیم نیمه‌هادی تولید کرد. البته برای عامل‌دار کردن
این نانومواد باید به آنها ناخالصی‌ تزریق کرد، این کار موجب می‌شود تا
خواص الکترونیکی و نوری نانوسیم به شکل دلخواه در آید. برای مثال افزودن
ناخالصی‌های گروه سه و پنج جدول تناوبی به شبکه سیلیکون به‌عنوان یک مرحله
حیاتی در طراحی و عملکرد نانوسیم‌های سیلیکونی محسوب می‌شود. کنترل دقیق
این فرآیند تقویت سازی، چالش بزرگی برای محققان محسوب می‌شود. این چالش هر
روز پیچیده‌تر می‌شود دلیل این امر تمایل محققان برای کوچک‌تر کردن ادوات و
همچنین ظهور معماری‌های نانومقیاس جدید در این عرصه است.

اخیرا یک تیم
تحقیقاتی از دانشگاه مونترال کانادا با همکاری محققانی از دانشگاه
نورث‌وسترن و موسسه فیزیک میکروساختار ماکس پلانکت آلمان فرآیند جدیدی
ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان نانوسیم‌ها را عامل‌دار کرد.

این گروه تحقیقاتی با استفاده از کاتالیست آلومینیوم، به‌جای ذرات طلا،
نشان دادند که می‌توان نانوسیم‌های تقویت شده ایجاد کرد. در واقع در حین
فرآیند رشد نانوسیم‌ها، اتم‌های آلومینیوم می‌توانند وارد ساختار نانوسیم
شوند و یک فرآیند خود تقویت شوندگی اتفاق افـتد. بنابراین محققان موفق شدند
که یک روش کارا برای تقویت نانوسیم‌ها ارائه کنند بدون این که نیاز به یک
فرآیند اضافه وجود داشته باشد. این یافته می‌تواند در صنعت نیمه‌هادی مورد
استفاده قرار گیرد، علاوه براین که این فرایند استفاده صنعتی دارد، از آن
به‌عنوان یک روش خود تقویت شوند در مقیاس اتمی استفاده می‌شود که یک مرحله
اساسی در درک تجمع کاتالیستی نانوسیم‌ها است.

محققان این پروژه از روش
توموگرافی مبتنی بر لیزر فرابنفش با تمرکز بالا استفاده کردند تا نقشه سه
بعدی نانوسیم‌ها را به‌دست آورند. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در
نشریه Nature به چاپ رسیده است.