smartphones, tablets en laptopschermen, camera lenzen, biosensing apparaten, geïntegreerde chips en fotovoltaïsche zonnecellen behoren tot de toepassingen die baat zouden kunnen hebben bij een innovatieve methode voor de assemblage van nanokristallen, ontwikkeld door Australische wetenschappers.

Nanokristallen hebben een breed scala aan bestaande en potentiële toepassingen, maar ze zijn vaak gemaakt met natte chemische methoden die een uitdaging vormen bij het proberen om ze effectief in apparaten op te nemen.

Echter, onderzoekers van het ARC Centre of Excellence in Exciton Science hebben een zeer efficiënte en controleerbare methode aangetoond om afzonderlijke nanodeeltjes rechtstreeks in een vooraf gevormd sjabloon te assembleren.

Ze hebben de details van deze techniek gedeeld in een artikel dat in het tijdschrift is gepubliceerd Geavanceerde materialen dat de toestand van het veld beoordeelt en hun nieuwe aanpak samenvat.

Door een elektrisch veld op een bepaald sterkteniveau aan te leggen, een techniek genaamd elektroforetische depositie (EPD), onderzoekers van de Universiteit van Melbourne en het nationale wetenschappelijke agentschap van Australië, CSIRO, waren in staat om een ​​bijna perfecte enkele nanokristalarray te creëren met behulp van gouden nanobolletjes of gouden nanostaafjes.

En door het potentieel aan te passen dat op de materialen wordt toegepast als onderdeel van dit veld, de onderzoekers ontdekten zelfs dat ze konden dicteren of de nanokristallen in verticale of horizontale configuraties samenkomen.

Hoofdauteur de heer Heyou Zhang, een doctoraat kandidaat, zei:"Conventionele nanofabricagemethoden produceren normaal gesproken 2D-nanostructuren. Met het vermogen om in zowel verticale als horizontale richtingen te assembleren en met ruimtelijke controle van de nanodeeltjes op het oppervlak, deze methode biedt veel meer mogelijkheden om structuren op nanoschaal te bouwen en te vervaardigen."

Hoewel het manuscript zich richt op de assemblage van gouden nanokristallen, de techniek is toegepast op halfgeleider quantum dots, magnetische nanodeeltjes en organische nanodeeltjes.

Het volgende doel van het onderzoek is het creëren van een enkele kwantumdot "aan-uit" schakelaar, die deel kan uitmaken van een logische poort of geheugenpixel voor informatieopslag met hoge dichtheid.

Echter, er is ook al interesse van industriepartners op andere gebieden.

"We kunnen geassembleerde gouden nanokristallen-arrays gebruiken als een plasmonische pixel, dat is een kleurenweergave-eenheid met een hoge zuiverheid en kleurverzadiging, "Hey zei je.

"Het biedt een zeer duidelijke kleur met hoek- of polarisatieafhankelijke eigenschappen, die potentieel heeft als beveiligingskenmerk of in medische beeldvorming."

Heyou is van mening dat de aanpak een groot potentieel heeft als universele assemblagemethode voor nanomaterialen.

Hij zei:"We kunnen deze deeltjes gebruiken om herconfigureerbare metalen lenzen op te bouwen, zoals de lenzen op uw telefoon.

"De dikte van de lens op je telefooncamera wordt beperkt door optische geometrieën, maar met deze methode kun je het misschien verkleinen tot micrometergrootte."

Het Centrum is op zoek naar partners om het nieuwe EPD-proces te helpen opschalen.

Senior auteur professor Paul Mulvaney, directeur van het ARC Centre of Excellence in Exciton Science, zei, "Heyou heeft een nieuwe benadering gevonden voor grootschalige fabricage van nanomaterialen. Deze depositiemethode lost een fundamentele wegversperring voor nanotechnologie op en creëert een levensvatbaar pad voor miniaturisatie van zowel optische als elektronische apparaten."