Нанопроволоки
Нанопроволоками называют проволоки с диаметром порядка нанометра, изготовленные из металла, полупроводника или диэлектрика. Длина нанопроволок часто может превышать их диаметр в 1000 и более раз. Поэтому нанопроволоки часто называют одномерными структурами, а их чрезвычайно малый диаметр (около 100 размеров атома) даёт возможность проявляться различным квантово-механическим эффектам. Это объясняет, почему нанопроволоки иногда называют «квантовыми проволоками».
В природе нанопроволок не существует. В лабораториях нанопроволоки чаще всего получают методом эпитаксии, когда кристаллизация вещества происходит только в одном направлении. Например, нанопроволоку из кремния можно вырастить так, как это показано на рисунке (слева).
Рисунок 28. Слева – получение кремниевой нанопроволоки (розовая)
методом эпитаксии с помощью золотой наночастицы в атмосфере SiH4. Справа – «лес» из ZnO нанопроволок,
полученных методом эпитаксии. Взято из работы Yang et al. (Chem. Eur. J., v.8, p.6, 2002)
Наночастицу золота помещают в атмосферу газа силана (SiH4), и эта наночастица становится катализатором реакции распада силана на водород и жидкий кремний. Жидкий кремний скатывается с наночастицы и кристаллизуется под ней. Если концентрация силана вокруг наночастицы поддерживается неизменной, то процесс эпитаксии продолжается, и всё новые слои жидкого кремния кристаллизуются на его уже затвердевших слоях. В результате, нанопроволока из кремния растёт, приподнимая наночастицу золота всё выше и выше. При этом, очевидно, размер наночастицы определяет диаметр нанопроволоки. Справа на рис. 28 показан лес из ZnO нанопроволок, полученных аналогичным образом.
Уникальные электрические и механические свойства нанопроволок
создают предпосылки для их использования в будущих наноэлектронных и
наноэлектромеханических приборах, а также в качестве элементов новых
композитных материалов и биосенсоров.
Вернуться к
ОГЛАВЛЕНИЮ читать ДАЛЬШЕ