Einfache Ätztechnik zum Erstellen von Linkshänder und rechtshändigen Nanostrukturen

- Mar 08, 2017 -

Strukturen, die nur die kleinsten Schrauben der Welt sein können, wurden von Forschern der Agentur für Wissenschaft, Technologie und Forschung (A * STAR), Singapur, hergestellt.


Das Team hat 10 Mikrometer Silber Nanodrähte, 80 Nanometer im Durchmesser und mit fünf Seiten. Die Strukturen wurden an ein Siliziumsubstrat gebunden und dann in eine Lösung von Silbernitrid in Ethylenglykol bei 80 Grad Celsius für 20 Minuten gegeben. Die Probe wurde dann sauber gespült und der Vorgang fünfmal wiederholt.

Jun Wei von A * STAR's Singapore Institute of Manufacturing Technology und Mitarbeiter aus dem A * STAR Institut für Materialforschung und Ingenieurwesen, Nanyang Technological University und Nanjing Tech University in China, entwickelte eine einfachere Methode, die Ätztechniken verwendet, um einen geraden Nanodraht umzuwandeln In eine Schraube

Das Team hat 10 Mikrometer Silber Nanodrähte, 80 Nanometer im Durchmesser und mit fünf Seiten. Die Strukturen wurden an ein Siliziumsubstrat gebunden und dann in eine Lösung von Silbernitrid in Ethylenglykol bei 80 Grad Celsius für 20 Minuten gegeben. Die Probe wurde dann sauber gespült und der Vorgang fünfmal wiederholt.

Als die resultierenden Drähte unter eines Raster- abgebildet wurden, das Team glatte Rippen und Rillen, die an Schraubengewinde erinnern. Interessanterweise war eine solche Struktur nicht offensichtlich, als eine einstufige Ätzung verwendet wurde.

Das Ätzen arbeitet gewöhnlich an bestimmten kristallographischen Richtungen, was zu symmetrischen Strukturen führt, so dass das Team wissen wollte, wie äquivalente Kristallfacetten anisotrop geätzt werden könnten. Sie schlagen vor, dass dieser ungewöhnliche Ätzmodus mit der Schaffung von Gruben an den Grenzen zwischen den fünf kristallographischen Regionen beginnen könnte, die den fünfeckigen Nanodraht bilden. Diese Gruben verschmelzen in einem Winkel, angetrieben durch die Neigung, die Oberflächenenergie zu minimieren und so Rippen und Rillen zu erzeugen, die um den Nanodraht herumlaufen.

"Dieses selektive Ätzen wird durch eine schnellere Ätzrate an einigen defekten Stellen auf dem Silbernanowire angetrieben", sagt Wei. "So können wir eine reguläre Struktur in eine nicht-symmetrische umwandeln."

Solche chiralen Nanostrukturen haben eine viel größere Oberfläche als ein gerader Nanodraht von ähnlicher Größe. Dies macht sie potenziell nützlich für die Erfassung von Anwendungen. "Wir hoffen, dass wir die Nanoschrauben bei der Herstellung von Sensoren und transparenten Leitern einsetzen", sagt Wei.

Die A * STAR-assoziierten Forscher, die zu dieser Forschung beitragen, sind vom Singapore Institute of Manufacturing Technology und dem Institut für Materialforschung und -technik.

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