Rzeźbienie złotem w półprzewodnikach

[KopalniaWiedzy.pl 318]

Badacze z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) oraz IBM-a odkryli, że nanocząstki złota mają zdolność do samoistnego tworzenia nanokanalików, co może pozwolić na budowę samoistnie organizujących się układów typu lab-on-a-chip. Badacze mówią, że złoto działa jak "pług śnieżny", przebijając się przez warstwy fosforku indu i innych półprzewodników. Mechanizm ten można potencjalnie wykorzystać do integrowania laserów, falowodów, czujników i innych komponentów na układach scalonych.

Odkrycia dokonano przypadkiem, gdy eksperyment, w wyniku którego miały powstać nanokable, zakończył się niepowodzeniem, gdyż próbka została zanieczyszczona. Początkowo byliśmy rozczarowani, mówi Babak Nikoobakth, chemik z NIST. Później odkryto, że zanieczyszczeniem tym była woda. Gdy wykonano obrazowanie próbki za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, okazało się, że nanocząstki złota w połączeniu z parą wodną doprowadziły do powstania długich prostych nanokanalików. Naukowcy zaczęli eksperymentować. Losowo pokryli powierzchnię z fosforku indu złotem, a następnie całość podgrzali. Złoto uformowało krople, w których rozpuścił się fosforek indu. Następnie całość poddano działaniu pary wodnej. Uczeni odkryli, że gdy para ma temperaturę co najmniej 440 stopni Celsjusza, powstają nanokanaliki o przekroju w kształcie litery V. Podążają one prosto, po ścieżkach wyznaczonych przez strukturę krystaliczną półprzewodnika. Atomy indu i fosforu reagują z atomami tlenu zawartymi w molekułach wody znajdujących się na powierzchni kropelek złota. Utlenione ind i fosfor odparowują, a kropla złota porusza się naprzód, rzeźbiąc proste kanaliki. Jako, że możliwe jest kontrolowanie wielkości kropelek złota, można kontrolować wielkość kanalików. Podobny efekt uzyskano podczas eksperymentów z fosforkiem galu i arsenkiem indu. To powszechnie stosowane półprzewodniki do produkcji LED-ów czy wysoko wydajnej elektroniki.

Nikoobakht i jego zespół sądza, że po odpowiednim dostosowaniu nowej techniki uda się ją wykorzystać również na krzemie i kolejnych półprzewodnikach.

« powrót do artykułu