(PhysOrg.com) -- Onderzoekers van de North Carolina State University hebben de haalbaarheid onderzocht van een techniek genaamd "spincasting" voor het maken van dunne films van nanodeeltjes op een onderliggend substraat - een belangrijke stap in het creëren van materialen met een verscheidenheid aan toepassingen, van optica tot elektronica.

Spincasting, die centrifugale kracht gebruikt om een ​​vloeistof op een vast substraat te verdelen, heeft al verschillende toepassingen. Bijvoorbeeld, het wordt gebruikt in de elektronica-industrie om organische dunne films op siliciumwafels af te zetten om transistors te maken.

Voor deze studie is de onderzoekers verspreidden eerst magnetische nanodeeltjes bedekt met liganden in een oplossing. de liganden, kleine organische moleculen die zich direct hechten aan metalen, de gelijkmatige verdeling van de nanodeeltjes in de oplossing te vergemakkelijken - en, later, op de ondergrond zelf.

Een druppel van de oplossing werd vervolgens op een siliciumchip geplaatst die was bedekt met een laag siliciumnitride. De chip werd vervolgens met hoge snelheid geroteerd, die de nanodeeltjesoplossing over het oppervlak van de chip verspreiden. Terwijl de oplossing opdroogde, een dunne laag nanodeeltjes bleef op het oppervlak van het substraat achter.

Met behulp van deze techniek, konden de onderzoekers een geordende laag nanodeeltjes op het substraat creëren, over een oppervlakte van enkele vierkante micrometers. "De resultaten zijn veelbelovend, en deze benadering verdient zeker nader onderzoek, " zegt dr. Joe Tracy, een assistent-professor materiaalkunde en engineering bij NC State en co-auteur van een paper waarin de studie wordt beschreven.

Tracy legt uit dat een voordeel van spincasting is dat het een relatief snelle manier is om een ​​laag nanodeeltjes af te zetten. "Het heeft ook commercieel potentieel als een kosteneffectieve manier om dunne films van nanodeeltjes te maken, ' zegt Tracy.

Echter, de aanpak stuit nog op een aantal hindernissen. Tracy merkt op dat er aanpassingen aan de techniek nodig zijn, zodat het kan worden gebruikt om een ​​groter oppervlak met nanodeeltjes te coaten. Er is ook aanvullend onderzoek nodig om te leren hoe, of, de techniek kan worden aangepast om een ​​meer gelijkmatige verdeling van nanodeeltjes over dat oppervlak te bereiken.

Analyse van de nanodeeltjesfilms gemaakt met spincasting leidde ook tot een andere ontwikkeling. De onderzoekers pasten analytische hulpmiddelen aan om transmissie-elektronenmicroscopiebeelden van de films die ze maakten te evalueren. Een voordeel van het gebruik van deze grafische hulpmiddelen is hun vermogen om defecten in de kristallijne structuur van de laag te identificeren en te markeren. "Deze methoden voor beeldanalyse stellen ons in staat om een ​​gedetailleerd inzicht te krijgen in hoe de grootte en vormverdelingen van nanodeeltjes de verpakking in monolagen beïnvloeden, ' zegt Tracy.