Наблюдение роста нанопроводов теперь возможно в реальном времени
 Модифицированный просвечивающий электронный микроскоп высокого разрешения, использованный на эксперименте. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Совместная исследовательская группа из Cambridge University (Великобритания) и Лаборатории IBM (США) наблюдала рост германиевых нанопроводов в газообразной среде при помощи модифицированного просвечивающего электронного микроскопа. Предложенная ими техника совмещает в себе просвечивающую электронную микроскопию высокого разрешения (high-resolution transmission electron microscopy, HRTEM) и среду с относительно низким давлением, в которой происходит осаждение германиевой наноструктуры из газа. Это относительно новая методика, позволяющая исследовать процесс роста самых разнообразных структур в прямом смысле в режиме реального времени. Изображение получалось косвенным путем: описанная методика использовалась для отображения частиц золота, входящих в контакт с молекулами газа, а, впоследствии, с германием.
Как было отмечено выше, техника позволяет в режиме реального времени наблюдать процесс роста нанопроводов с атомарным разрешением. Более того, методика позволяет команде наблюдать фазовые переходы сплава германия и золота, причем, наблюдения показывают промежуточные состояния, которые не могут быть идентифицированы другим способом. Ученые уже отметили, что методика позволяет не просто наблюдать предсказанный расчетами процесс роста, но и отмечать возможные отклонения от теоретически-описанной последовательности состояний. Самым интересным фактом, открытым при помощи данной методики, является то, что даже при такой низкой температуре, как 240 градусов по шкале Цельсия, существует некая жидкая промежуточная форма сплава германия и золота. Стоит отметить, что указанная температура почти на 100 градусов ниже обычной точки плавления сплава при данных внешних условиях. Таким образом, методика ярко демонстрирует, как на первый план, особенно на ранних стадиях формирования наноструктуры в процессе роста нанопроводов выходят метастабильные состояния в наносистемах.
Важно также то, что фазовый переход в наблюдаемых наноструктурах существенно отличается от привычного. Он проявляется при увеличении концентрации германия, как, например, лед превращается в воду при добавлении соли. Детальное понимание этого процесса помогло бы снизить число дефектов наноструктуры, а также управлять геометрической формой нанопроводов, которая существенно влияет на их электрические свойства.
Метод может быть крайне полезен при исследовании процесса формирования нанопроводов с нужными свойствами, что, в свою очередь, открывает дополнительные возможности при создании реальных устройств для применения в наноэлектронике, фотонике, а также всевозможных датчиков.
К слову, методика сможет играть определенную роль при исследовании воздействия катализаторов на процесс формирования наноструктур.
Также по теме:
- Нанопровода можно выращивать прямо до нужных точек на чипах
- Управление свойствами нанопровода на стадии роста – не научная фантастика, а реальность
Источники: