(Phys.org) —Een mechanisme van groei van anisotrope metaaloxiden dat 20 jaar geleden werd voorspeld, is voor het eerst waargenomen door onderzoekers van de Universiteit van Bristol. Het werk wordt beschreven in een artikel dat deze week is gepubliceerd in Wetenschap .

De fabricage van nanodraden van ternaire en quaternaire functionele materialen is een belangrijk doel geworden voor hun toepassing in geminiaturiseerde circuits als diodes en transistors, coaxiale poorten en sensoren.

De groeimechanismen zijn echter complex en verlopen steevast via een damp-vloeistof-vast proces dat resulteert in nanodraden met een taps toelopende morfologie. Een nanodraad die taps toeloopt is ongewenst voor toepassingen, omdat de functionaliteit over de lengte zou variëren, en misschien zelfs verdwijnen, zodra een kritische grootte is bereikt.

Dr. Simon Hall en Rebecca Boston in de School of Chemistry, samen met collega's van de Universiteit van Birmingham en het National Institute for Materials Science in Tsukuba, Japan heeft met succes nanodraden gekweekt van een fase van het supergeleider yttrium barium koperoxide met een constant dwarsdoorsnede-oppervlak.

Daarbij, ze ontwikkelden hun synthese om verder te gaan via het zogenaamde 'microcrucible-mechanisme' van kristalgroei. Dit mechanisme werd voor het eerst voorgesteld om de groei van bepaalde macroscopische metaaloxide-whiskers in 1994 te verklaren, maar is tot nu toe nog nooit op enige lengteschaal waargenomen.

Het team bereikte de eerste waarneming van dit groeimechanisme met behulp van een transmissie-elektronenmicroscoop met hoge resolutie met video-opname en een in-situ oven. Dit stelde hen in staat om gesmolten nanodeeltjes van bariumcarbonaat direct te observeren die migreren door een poreuze yttrium- en koperrijke matrix, het katalyseren van de uitgroei van nanodraad uit microkroezen van nanoformaat bij het bereiken van het oppervlak.

Dr. Simon Hall zei:"Op deze manier geproduceerde nanodraden zullen over hun gehele lengte dezelfde fysieke eigenschappen hebben, wat leidt tot een meer uniform stroomvoerend vermogen, ferro-gedrag en treksterkte.

"Dit werk zou de weg kunnen banen voor de volgende generatie apparaten die gebruik maken van nieuwe, hoogwaardige functionele materialen als hun belangrijkste onderdeel."