Los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT han logrado monitorear el crecimiento de alambres diminutos de arseniuro de galio. Sus hallazgos no solo proporcionan una mejor comprensión del crecimiento, sino que también permiten enfoques para personalizar nanocables con propiedades especiales para ciertas aplicaciones enel futuro. El arseniuro de galio es un material semiconductor ampliamente utilizado en controles remotos infrarrojos, tecnología de alta frecuencia para teléfonos móviles, conversión de señales eléctricas en luz en cables de fibra de vidrio y células solares para tecnología espacial. Los resultados se presentaron en la revista Nano letras por el equipo de Philipp Schroth de KIT y la Universidad de Siegen.
Para la producción de alambre, los científicos utilizaron el proceso autocatalizado de vapor, líquido y sólido proceso VLS. Se depositan pequeñas gotas de galio líquido en un cristal de silicio caliente de alrededor de 600 ° C de temperatura. Luego, esta oblea se somete ahaces dirigidos de átomos de galio y moléculas de arsénico que se disuelven en las gotas de galio. Después de un tiempo, los nanocables comienzan a crecer debajo de las gotas que actúan como catalizadores para el crecimiento longitudinal de los cables ". Este proceso está bastante bien establecido, pero se ha establecidoimposible hasta ahora controlarlo específicamente. Para lograr esto, los detalles del crecimiento deben entenderse primero ", dice el coautor Ludwig Feigl de KIT.
Para los estudios, el equipo utilizó una cámara portátil diseñada específicamente por el Instituto de Ciencia de Fotones y Radiación Sincrotrón IPS del KIT con fondos del Ministerio Federal de Educación e Investigación BMBF. Los investigadores instalaron la cámara en la fuente de luz de investigaciónPETRA III del Sincrotrón Electrónico Alemán DESY y tomó imágenes de rayos X cada minuto para determinar la estructura y el diámetro de los nanocables en crecimiento. Finalmente, midieron los nanocables completamente desarrollados con un microscopio electrónico. "Encontramos que el crecimiento de los nanocables esno solo causado por el proceso VLS, sino también por un segundo componente que se observó y cuantificó directamente por primera vez en este experimento. Este llamado crecimiento de la pared lateral hace que los cables ganen ancho ", dice Philipp Schroth. En el cursodel proceso de crecimiento, las gotas de galio se hacen más grandes debido a la deposición constante de vapor de galio. Esto tiene un impacto de largo alcance ". A medida que cambia el tamaño de la gota, el ángulo de contacto entre la gota yla superficie de los cables también cambia.En ciertos casos, esto hace que el cable continúe creciendo repentinamente con otra estructura cristalina ", dice Feigl. Este cambio es relevante para las aplicaciones, ya que la estructura y la forma de los nanocables afectan considerablemente las propiedades del material resultante.
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Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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