Net zoals landschapsfoto's die zijn gemaakt met licht vanuit een lage hoek, subtiele golven en heuvels dramatisch accentueren, het afzetten van metaaldampen onder schuine hoeken verandert een ruw oppervlak in verbazingwekkende nanostructuren met een breed scala aan potentiële eigenschappen.

Al decenia, dampafzetting is een standaardtechniek geweest voor het maken van moderne micro-elektronische schakelingen. Maar bijna alle inspanningen van de industrie zijn erop gericht om constructies zo vlak en soepel mogelijk te maken. In plaats van metalen bronnen in de middagpositie te plaatsen die wordt gebruikt om kenmerkende structuren te maken, Daniel Gall van het Rensselaer Polytechnic Institute is een van de tientallen onderzoeksleiders die ze onder zeer kleine hoeken plaatsen, vergelijkbaar met de verlichting van zonsopgang of zonsondergang. Metaalatomen raken dan voornamelijk alle hoge plekken op het doeloppervlak. Voortdurende depositie creëert een woud van nanostaafjes, in plaats van platte films, omdat elke groeiende staaf een volume erachter overschaduwt. Beginnend met een van een patroon voorzien substraat levert een regelmatige reeks kolommen op nanoschaal op, zoals wolkenkrabbers in het centrum van Manhattan.

Gall beschrijft zijn onderzoek vandaag op het AVS 57th International Symposium &Exhibition, die deze week plaatsvindt in het Albuquerque Convention Center in New Mexico.

In zijn toespraak, Gall onthult een nieuwe theorie die voorspelt hoe de depositietemperatuur en diffusie de diameters van de nanostaafjes beïnvloeden.

"Atomen die door oppervlaktediffusie bewegen, maken het oppervlak meestal glad, Gall zegt. "Atoomschaduwing veroorzaakt de tegenovergestelde effecten, het oppervlak ruw maken. Glanshoekafzetting breidt schaduweffecten uit tot hogere temperaturen, die leiden tot nanostaafjes met een grotere diameter."

Hij illustreert zijn presentatie ook met afbeeldingen van verschillende nanostructuren die in zijn laboratorium zijn gemaakt, waaronder merkwaardig gevormde halve manen die hij maakte toen hij begon met een patroon van zelf-geassembleerde bollen.

Toekomstige toepassingen voor nanostaafjes zoals die van Gall omvatten nanosensoren, optische elementen, brandstofcelkathoden en elektrische contacten voor het opvangen van thermische uitzetting.