در این روش خلوص و ساختار بلوری بینقص نانوسیمها حفظ شده و کنترل بیشتری روی قطر و جایدهی این ساختارها نسبت به روشهای دیگر مبتنی بر کاتالیزورها وجود دارد. برای استفاده وسیع از نانوسیمها، کنترل قطر و موقعیت آنها بسیار ضروری است.
کلید اصلی روش این گروه رشد دادن نانوسیمها در حفرات بسیار دقیقی است که روی یک روکش استنسیل مانند روی ویفر سیلیکونی ایجاد شدهاند. این نانوسیمها در امتداد سوراخهایی در ماسک نیترید سیلیکون الگودهی شده رشد مییابند. با استفاده از این روش حدود 30000 نانوسیم روی یک ویفر به عرض 76 میلیمتر ایجاد شدند. با این روش موقعیت نانوسیم تقریباً بهصورت دقیق کنترل میشود. نانوسیمها در بیشتر حفرات به صورت بینقص رشد یافته و تقریباً روی سطح ماسک هیچ نانوسیمی رشد نیافت.
قطر حفرات روی ماسک از 300 تا 1000 نانومتر (با افزایش 100 نانومتر-100 نانومتر) متغیر بود. در هر حفره 300 یا 400 نانومتری یک نانوسیم منفرد ششوجهی با یک نوک متقارن با 6 وجه رشد یافت. حفرات بزرگتر نتایج متغیری دربر داشتند. در حفرات 400 تا 900 نانومتری نانوسیمهایی با نوکهای دارای چندین وجه رشد یافت. درون حفرات با قطر 1000 نانومتر تجمعی از نانوسیمها ایجاد شد که به هم فشرده شده بودند. در طول سه روز ارتفاع تمام نانوسیمها به 1000 نانومتر رسید.
محققان NIST میکروگرافها را آنالیز کردند تا یکنواختی شکل و اندازه نانوسیمها را از نظر آماری بررسی کنند. این مطالعات یکسان بودن مساحت نانوسیمهای با قطر برابر و شکل تقریباً کامل ششوجهی آنها را تأیید کرد.
رشد دادن نانوسیمها روی سیلیکون یکی از راهکارهای محققان NIST برای تولید ابزارهای «نانوسیم روی تراشه» است. کریس برتنس، محقق ارشد این کار میگوید با وجودی که دمای رشد نانوسیمها بسیار بالا بوده (بالای 800 درجه سانتیگراد) و برای مدارات سیلیکونی غیرقابل تحمل است، میتوان ابتدا نانوسیمها را رشد داده و سپس آنها را در طول فرایند تولید مدارات محافظت کرد.
جزئیات این تحقیق در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است.
نظرات شما عزیزان:
|