محققان کرهای روشی ارائه کردند که با استفاده از آن میتوان نانوسیمهایی با ترکیب شیمیایی InAsyP1-y تولید کرد. این نانوسیمها برای استفاده در پیلهای خورشیدی مناسب هستند.
ارائه روشی برای تولید نانوسیمها با کیفیت بالاتر
موسسه ملی علوم و فناوری اولسان در کرهجنوبی با همکاری محققانی از دانشگاه ایلینویز آمریکا روشی ارائه کردند که با استفاده از آن میتوان نانوسیمهایی از جنس مواد گروه سوم و پنجم جدول تناوبی روی ویفرهای سیلیکونی ایجاد کرد. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که با این روش جدید میتوان ساختارهایی یکنواخت با ترکیب شیمیایی InAsyP1-y ایجاد کرد. برای تولید این نانوسیمها از رسوب شیمیایی، از فاز بخار مواد آلی فلزی استفاده میشود. کیفیت نانوسیمهای تولید شده به حدی است که موجب تشکیل یک پیک بسیار کم عرض در طیف اشعه ایکس میشود.
نسبت ارتفاع به عرض بالای نانوسیمهای نیمههادیهای موجب بهبود خواص الکتریکی و نوری آنها میشود. در میان ساختارهای تولید شده، نانوسیمهای گروه سه و پنج جدول تناوبی به دلیل سرعت بالای حرکت الکترون، ضریب جذب بالا و وجود باندگپ مستقیم دارای ویژگیهای منحصر به فردی هستند.
رایجترین روش برای تولید نانوسیمها، استفاده از روش سنتز جامد-مایع-بخار است. این فرآیند میتواند موجب تولید نانوسیمهای بلوری از جنس مواد نیمههادی شود. با این حال کاتالیستهای فلزی، به خصوص فلزات نجیب، باید در این فرآیند مورد استفاده قرار گیرند. اما وجود این کاتالیستها در نهایت موجب افت کیفیت محصول نهایی میشود که این مسئله به نوبه خود کاربردهای این مواد را محدود میکند.
تصاویر میکروسکوپ الکترونی ونوری از این نانوسیمها
در این پژوهش، گروه تحقیقاتی چو یک روش جدید برای رشد نانوسیمها ارائه کرده است که نیاز به کاتالیست فلزی ندارد. رسوب شیمیایی از فاز بخار ترکیبات آلی فلزی برای رشد نانوسیمهایی از جنس InAsyP1-y مورد استفاده قرار میگیرد. این محصول روی ویفر سیلیکونی با ساختار (۱۱۱) که قبلا شستشو و اچ شده تشکیل میشود. این ویفر درون محلول پلی L لیزین به مدت سه دقیقه غوطهور میشود و بعد به مدت ۱۰ ثانیه شسته میشود. زیرلایه سیلیکونی بدون معطلی باید درون راکتور MOCVD قرار گیرد. فشار این راکتور ۵۰ میلیبار بوده که درون آن گاز هیدروژن با جریان ۱۵ لیتر بر دقیقه عبور میکند. این راکتور گرم شده، تا دمای رشد به ۵۷۰ تا ۶۳۰ درجه سانتیگراد برسد. فرآیند رشد ۱۰ دقیقه به طول میانجامد.
چوی میگوید: «اگر بتوانیم از این روش جدید برای تولید نانوسیمهای متراکم استفاده کنیم، در این صورت میتوانیم پیلهای خورشیدی با کارایی بالا و هزینه کم تولید کنیم. این فناوری جدید به ما این امکان را میدهد که تحقیقات خود را به سوی انرژیهای تجدیدپذیر هدایت کنیم.»