(PhysOrg.com) -- Een technisch onderzoeker aan de Universiteit van Arkansas en zijn collega's van de Universiteit van Utah hebben een nieuwe methode ontdekt om nanodeeltjes en nanofilms te maken die kunnen worden gebruikt bij de ontwikkeling van betere elektronische apparaten. biosensoren en bepaalde soorten krachtige en zeer specifieke microscopen die worden gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek.

De nooit eindigende zoektocht om sneller te bouwen, efficiëntere en betrouwbaardere elektronische apparaten beginnen diep onder het moleculaire niveau, waar nanodeeltjes - veel te klein voor het menselijk oog om te detecteren - de bouwstenen vormen van de nieuwste verwerkingshardware. Bij het nastreven van dit doel, wetenschappers en ingenieurs onderzoeken voortdurend nieuwe materialen en betere methoden om deze materialen te ontwikkelen of te assembleren.

De nanodeeltjes van de onderzoekers, gemaakt van goud en afgezet op siliciumsubstraten door een uniek chemisch proces, zijn niet-toxisch en goedkoop te maken en hebben superieure afmetingen, dichtheden en distributie in vergelijking met andere nanodeeltjes en conventionele methoden voor het produceren van nanodeeltjes. De unieke depositietechniek heeft als bijkomend voordeel dat ze snel breekbare, driedimensionale en interne oppervlakken bij de temperatuur en druk van de omgeving zonder geleidende substraten of dure, geavanceerde apparatuur.

“Door opeenvolgende thermische behandelingen te gebruiken, we karakteriseerden optische en structurele kenmerken van een goedkope, molecuul tot molecuul, bottom-up benadering om thermisch stabiele, goud-nanodeeltjes ensembles op silica, " zei Keith Roper, universitair hoofddocent chemische technologie aan de Universiteit van Arkansas. "Afbeeldingen en analyse van scanning-elektronenmicroscopie en atomaire krachtmicroscopie onthulden dat de deeltjesdichtheden de hoogste zijn die tot nu toe zijn gerapporteerd. Onze methode maakt ook een snellere voorbereiding mogelijk dan zelfassemblage of lithografie en maakt gerichte assemblage van nanodeeltjesensembles op 3D-oppervlakken mogelijk.

De unieke aanpak van de onderzoekers verbetert een methode waarbij atomen uit een oplossing worden gedeponeerd op een substraat met een tin-gevoelig oppervlak. De onderzoekers gebruiken een nieuw continu depositieproces en verhitten deze afgezette atomen vervolgens om "eilanden" van nanodeeltjesmateriaal om te zetten in gewenste vormen. De resulterende bolvormige nanodeeltjes kunnen diameters hebben tussen 5 en ongeveer 300 nanometer. Een nanometer is een miljardste van een meter. Een mensenhaar heeft meestal een diameter van 70, 000 nanometer.

Roper zei dat microscopische afbeeldingen en spectroscopische gegevens suggereren dat ultradunne films die door hun nieuwe benadering zijn gemaakt, gladder zijn dan conventionele "verstoven" of verdampte goudfilms en betere optische kenmerken kunnen vertonen, zoals verminderde verstrooiing van de oppervlakteruwheid. Deze kenmerken zijn wenselijk in apparaten zoals fotovoltaïsche cellen waarin smalle metaallagen de lokale elektromagnetische velden aanzienlijk beïnvloeden. Gladdere dunne films zouden ook de detectielimieten kunnen verbeteren, gevoeligheid en fotostroom, respectievelijk, bij dergelijke toepassingen.

De recente studies van de onderzoekers op dit gebied zijn gepubliceerd in: Langmuir en Journal of Physical Chemistry C , tijdschriften van de American Chemical Society. De onderzoekers kregen Amerikaans octrooi nr. 8 toegekend, 097, 295 op 17 januari voor de ontwikkeling.