رشد عمودي نانولوله‌هاي تک جداره

lavarov

عضو جدید
محققان دانشگاه purdu آمريکا آرايه‌هايي عمودي از نانولوله‌هاي کربني تک جداره و دو جداره را روي نمونه متخلخلي از آلومينيوم آندي (PAA) که کاتاليزورهاي آهن داخل جداره‌هاي متخلخل آن قرار داشت، رشد دادند. در حالي که نمونه‌هاي PAA تاکنون اساس رشد نانولوله‌هاي چندجداره را تشکيل مي دادند امابه نظر محققان اين اولين بار است که نانولوله‌هاي تک جداره به اين روش به دست آمده اند. اين روش در ساخت ابزارهاي نانوالکترونيک که به طورعمودي قرار مي گيرند، کاربرد خواهد داشت.

به گفته Timothy Fisher از محققان اين دانشگاه، عمودي بودن اين ساختارها قابليت جاسازي تعداد بيشتري از ابزارها را در همان فضا فراهم مي کند و بنابراين با وجود ثابت بودن اندازه پايه و يا حتي کوچکتر شدن آن مي توان تعداد لايه‌هاي بيشتر و بيشتري را در آنجا قرار داد. اما قبل از آنکه بتوان به کاربرد اين نانولوله‌ها در الکترونيک فکر کرد، بايد راهي براي قراردادن آنها در محل دلخواه يافت.

قالب آلومينيومي آندي متخلخل است كه براي رشد عمودي نانولوله‌ها در حفره‌هاي ريز روي يک ويفر سيليکوني از آن استفاده مي شود. لايه آهن در اين قالب به عنوان کاتاليزوري براي رشد نانولوله‌ها از گاز متان عبور داده شده از درون اين قالب عمل مي کند.​
اين محققان براي ايجاد قالب رشد، ساختارهايي فيلمي از زيرلايه سيليكون شامل روکشي از SiOx با ضخامت 50 نانومتر، 150 نانومتر تيتانيوم، 200 – 100 نانومتر آلومينيوم، 20 – 5,0 نانومتر آهن و لايه رويي آلومينيومي با ضخامت تا 1 ميکرومتر تهيه نمودند. تيتانيوم همانند يک لايه رساناي الکتريسيته و براي اتصال اين ماده به نقاط تماس الکتريکي که بعداً مورد نياز مي شود، عمل مي کند.
اين گروه تحقيقاتي از يک فرايند آنديزاسيون دوگانه براي آندي کردن لايه‌هاي آهن وآلومينيوم و ايجاد حفره‌هايي عمودي به قطر 50 – 20 نانومتر داخل اين لايه‌ها استفاده کردند. حفره‌هايي که به اين ترتيب به دست آمد، داراي لايه‌اي از کاتاليزور آهن در جداره خود بود.
معمولا قالب هايي که از آنها براي رشد نانولوله‌هاي کربني چند جداره استفاده مي شود، يا اصلا کاتاليزور نداشته و يا کاتاليزورهايي دارند که به روش رسوب‌دهي الکتريکي در بستر اين حفره‌ها قرار گرفته‌اند.
اين دانشمندان نانولوله‌هاي خود را روي قالبي که در سيستم رسوب دهي بخار شيميايي تقويت شده با ميکروموج پلاسمايي قرار داشت، رشد دادند. در نتيجه‌ آرايه‌اي عمودي از نانولوله‌هاي کربني تک جداره و دوجداره حاصل شد. در اين آزمايش حدود 10٪ اين حفره‌ها، نانولوله‌هاي کربني (که معمولا طول چند ميکرون و قطر متوسط حدود 2 نانومتر دارند) توليد کرده بودند. اين لوله‌ها معمولا به محض پيدايش به صورت عمودي درآمده و يا حلقه‌هايي عمودي تشکيل مي‌دهند، اگر چه که در برخي موارد آرايش افقي هم به خود مي گيرند و يا برخي از آنها به صورت دسته‌هايي کنار هم قرار مي‌گيرند.
به نظر محققان اين که بتوان در هر حفره يک تک نانولوله قرار داد، براي فناوري هاي مربوط به حسگرها و ابزارهاي الکترونيکي آينده‌اهميت دارد، زيرا اين روش مي تواند آغازي براي روش‌هاي قرار دادن کنترل شده و عمودي آنها باشد. قراردادن لايه‌هاي بيشتر کاتاليزوري بالاي قالب، به کاهش تراکم نانولوله‌هاي کربني منجر مي شود و به نظر هم نمي رسد که ضخامت اين کاتاليزورها تأثير چنداني بر تراکم نانولوله داشته باشند. به نظر محققان فراوري و بهينه سازي بيشتر اين ساختارها و نيز عامل سازي اين نانولوله‌ها داخل حفره‌هاي عمودي، در نهايت به ابزارهاي الکترونيکي وحسگرهاي نانولوله‌اي بسيار متراکم منجر مي شود.
 
بالا