Nanotraatide kasvatamine ei ole lihtne protsess. Tugimehhanismideta kasvavad nanotraadid üsna juhuslikult, mis teeb raskeks nende kasutamise efektiivsete pooljuhtidena (on olemas ka isoleerivaid ning metallilisi nanotraate – toim.). Weizmanni Keemiainstituudi professor Ernesto Joselevich leidis viisi pooljuht-nanotraatide kasvatamiseks mitte vertikaalselt alt üles, vaid horisontaalselt, mis annab esimest korda võimaluse valmistada suhteliselt pikki, korralikke ning joondunud nanotraatstruktuure.
Nanotraatide vagudes kasvamise illustratsioon.
Pooljuhtseadmete elektriühendused on keeruka ehitusega. Joselevichi teadustöö annab võimaluse luua heade elektriliste ja optiliste omadustega hästi organiseeritud pooljuhtnanostruktuure, mis on keerukamate lahenduste aluseks. Taolised struktuurid sobiksid paljudesse seadmetesse, muuhulgas LEDidesse, laseritesse, infotalletusseadmetesse, transistoridesse, arvutitesse ning fotoelektrilistesse seadmetesse.
Joselevichi töörühm kasvatas nanotraadid galliumnitriidist (GaN). Selleks kasutati meetodit, mis võimaldab tavaliselt kasvatada heade optiliste ning elektriliste omadustega vertikaalseid nanotraate. Vertikaalsete nanotraatide kogumine ning reastamine on aga probleemne, sest tekitab traatides defekte. Weizmanni töörühm aga kasvatas nanotraadid safiirkristalli substraadile, mille pinnale tehti eelnevalt eri kujuga süvendeid, sealhulgas vaokesi ning trepiastme sarnaseid struktuure. Töö avaldati hiljuti mainekas ajakirjas Science.
Tulemused näitasid, et substraadi pinnastruktuuridel oli traatide kasvamisele tugev suunav efekt. Nanotraadid kasvasid horisontaanlselt piki vagu või treppi. Lõpptulemusena saadi korrapärased hästi joondatud ligi millimeetri pikkused nanotraatide read. Siledale horisontaalsele pinnale kasvatatud traadid on seni olnud halvemate füüsikaliste omadustega, ebakorrapärase joondumisega ning vaid mõne mikromeetri pikkused.
„Oli üllatav avastada, et meie kasvatatud traatide optilised ning elektrilised omadused olid kohati isegi paremad kui vertikaaltraatidel. Pooljuhtide horisontaalne kasvatamine tekitab neisse tavaliselt defekte, mis lõpptulemuse kvaliteeti kahandab,“ kommenteeris Joselevich.
Siiski on ebaselge miks meetod, mis tavaliselt päädib vertikaalsete nanotraatidega, põhjustab pelgalt substraadi pinnadefektide tõttu horisontaalse kasvu.
Allikas: ScienceDaily
Leave a Reply