Wetenschap
Door de substraattemperatuur aan te passen, de dikte en lengte van de bismut-nanodraden kunnen worden afgestemd over zeer brede bereiken (60-400 nm) en (1-> 100mm), respectievelijk.
Bismut-nanodraden hebben intrigerende elektronische en energie-oogstende toepassingsmogelijkheden. Echter, het vervaardigen van deze materialen met hoge kwaliteit en in grote hoeveelheden is een uitdaging.
Een groep bij de CFN, Brookhaven Nationaal Laboratorium, heeft een nieuwe techniek gedemonstreerd om monokristallijne nanodraden te produceren bovenop willekeurige substraten, inclusief glas, silicium, en metaal, wanneer een tussenlaag vanadium aanwezig is. De eenvoud van de techniek en de universaliteit van het mechanisme openen een nieuwe weg voor de groei van nanodraadarrays van een verscheidenheid aan materialen.
Dit is het eerste rapport over de high yield (> 70%) synthese van enkelkristallijne bismut-nanodraden, een materiaal met potentieel exploiteerbare en intrigerende thermo-elektrische eigenschappen. Deze techniek produceert bismut-nanodraden in hoeveelheden die alleen worden beperkt door de grootte van het substraat waarop ze zijn afgezet. De afmetingen van de bismut-nanodraden kunnen over een zeer breed bereik worden afgestemd door simpelweg de temperatuur van het substraat te variëren. Verder, in tegenstelling tot andere fabricagemethoden, met deze nieuwe techniek is er geen katalysator nodig om de productie van de nanodraden te activeren, waardoor onvermijdelijke vervuiling wordt vermeden en hoogwaardig materiaal mogelijk wordt.
CFN-mogelijkheden:CFN's materiaalsynthese en karakterisering, Elektronenmicroscopie, en geavanceerde UV- en röntgensondefaciliteiten werden gebruikt voor de synthese van nanodraden en hun structurele karakterisering.
(a) Experimenteel apparaat voor de synthese van bismut-nanodraden. (b) SEM-afbeelding die de vorming van een out-of-plane nanowire-array toont. (Inzet) Donkerveld STEM-beeld en elektronendiffractiepatroon geven respectievelijk aan dat de nanodraden gladde oppervlakken hebben en enkelkristallijn zijn. (c) De groei van bismut-nanodraden begint bij de infiltratie van kolomvormige vanadiumfilm door afgezet bismut. Volgende, het vrijkomen van oppervlaktespanning stuwt bismut uit de dunne film om een kiemcentrum te vormen voor verdere groei. Eindelijk, de continue herhaalde afzetting en extrusie van bismut leidde tot de out-of-plane groei van bismut nanodraden.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com