ФОРМИРОВАНИЕ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
НАНОВОЛОКОН И СПИРАЛЕЙ
РУБЦОВ М. А.
НАНОВОЛОКНО
Объект, два
характеристическ
их размера
которого
находятся в
нанодиапазоне
(~1-100 нм) и
существенно
меньше третьего.
НАНОСПИРАЛИ
Представляют собой новую концепцию в нанотехнологиях,
поскольку они имеют очень большую площадь поверхности и в
то же время обеспечивают быстрое перемещение жидкостей.
Они напоминают завитый спиралью провод старых телефонов.
На них очень удобно размещать реагирующие катализаторы и
спектр их применения достаточно широк
ПРОЧНОСТЬ НАНОВОЛОКОН
Пример одиночного
нановолокна,
Si/SiGe (15 нм/5 нм)
нановолокно,
созданное с
помощью
механической
литографии.
Экспериментальны
е попытки сломать,
при помощи изгиба,
это волокно не дали
результатов.
ФОРМИРОВАНИЕ НАНОВОЛОКОН
Схематично показано
формирование
массива
нановолокон.
Процесс включает в
себя
литографическое
структуирование
многослойной
структуры и,
происходящие под
действием упругих
сил, отсоединение и
изгиб нанополосок.
ПОЛУЧЕНИЕ НАНОВОЛОКОН
1) В приядильный раствор (т.е. раствор полимера)
вводят неорганические наночастицы, например,
углеродные нанотрубки,
2) В
формовочный
раствор
неорганического материала.
вводят
раствор
После получения ЭФ волокон из таких растворов
проводят их термохимическую обработку, в результате
которой
из
волокон
удаляется
органическая
составляющая и остается неорганическая.
ПРОБЛЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ
НАНОВОЛОКОН И СПИРАЛЕЙ
•
Недостатками первого метода являются ограничения,
накладываемые на электропроводность вводимых
наночастиц и их концентрацию.
•
Недостатком второго метода является сложность
приготовления однородного, устойчивого раствора.
Для получения однородного формовочного раствора
желательно
использовать
металлоорганические
соединения, однако эти соединения, как правило,
чувствительны к влаге, или кислороду, что сильно
усложняет
процесс
получения
бескислородных
нановолокон.
ПРИМЕРЫ
а)
б)
в)
а) схематичное изображение формирования спиралей из
напряженных бислойных полосок, ориентированных вдоль
«жесткого» направления;
б) SiGe/Si-полоска частично свернута в спираль;
в) InGaAs/GaAs микроспираль;
г) широкая полоса, свернутая в трехвитковую винтовую трубку.
г)
СПИРАЛЕОБРАЗНЫЕ SIGE/SI
ВОЛОКНА
a) деформированные и
залипшие под
действием капиллярных
сил волокна (обычная
сушка), волокна
чрезвычайно гибкие,
поэтому не
разрушились;
б) сегмент InGaAs/GaAs
спиралеобразных
волокон, полученных
без деформации в
результате сушки в
суперкритическом CO2,
ВЫВОД
Не смотря на большой прорыв в методах получения
полупроводниковых и металлических нановолокон и
спиралей, широкого применения они пока не получили.
Существует много версий, где их можно использовать в
будущем, однако пока их можно сравнить, например, с
фуллеренами, которые можно использовать для
транспортировки и хранения отдельных атомов, но
реальной жизни такие технологии пока не существуют.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Рубцов М. А.