رشد نانوسیم‌ها با کمک کاتالیست‌ های مایع یا جامد

به گزارش خبرگزاری مهر، مواد نیمه‌هادی به صورت بخار، با کمک یا قطره کاتالیست مایع به شکل نانوسیم رشد می‌یابند. این نانوقطرات که در نوک این سیم قرار می‌گیرند، به عنوان دانه‌هایی برای رشد عمل می‌کنند و قطر سیم را تعیین می‌کنند.

بعضی از سیستم‌های کاتالیست/ نیمه‌هادی از قبیل Ge/Au، حتی زیر دمای eutectic رشد خواهند کرد. این پایین‌ترین دمای ذوب برای این ماده است و پیشنهاد می‌کند که کاتالیست می‌تواند واقعاً یک جامد باشد و رشد به واسطة یک مکانیزم بخار- جامد- جامد انجام شود. متناوباً این کاتالیست می‌تواند مایع باشد، که با اثرات اندازه نانومقیاس تثبیت شده‌ است.

این محققان برای مشاهده رشد نانوسیم Ge/Au زیر دمای eutectic از TEM استفاده کرده‌اند. نتایج آنها نشان می‌دهد که این کاتالیست‌ها می‌توانند جامد یا مایع باشند، این حالت به فشار و سابقه گرمایی بستگی دارد. رشد نانوسیم بدون در نظر گرفتن حالت کاتالیست ادامه می‌یابد.

بر اساس گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، یکی از این محققان گفت : "ما می‌توانیم اصرار غیرمنتظره حالت مایع در زیر دمای eutectic تعادلی را با کمک مدلی که در آن به خاطر این که فرآیند رشد مایع را تثبیت می‌کند، حالت فوق اشباعی از Ge ایجاد می‌شود؛ توضیح دهیم. اگر این مدل برای ساخت نانوسیم‌ها ازمواد دیگر، مناسب باشد (که ما بر این باور هستیم)، آن می‌تواند یک حالت کاتالیستی متغییر مداوم در طول رشد سیم InAs و GaAs، را توضیح دهید و مسیرهایی برای کنترل ساختار سیم ارائه دهد".

انتظار می‌رود که حالت کاتالیست میزان رشد، جهت‌یابی و مورفولوژی سیم را تحت تأثیر قرار بدهد و نیز در نانوسیم‌هایی با ساختار نامتجانس، فصل مشترک را تحت تأثیر قرار بدهد.

این محققان اکنون می‌خواهند، رشد سیم‌های Si با استفاده از دیگر کاتالیست‌ها، و رشد ساختارهای نامتجانسِ ترکیبی از عناصر گروه IV و گروه III-V را مورد مطالعه قرار دهند.