卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的研究人員近期成功地觀察到超微砷化鎵導線的生長。他們的研究成果除了提供對砷化鎵增長的深入了解之外，還對砷化鎵以后在特定應用中生產具有獨特性能的納米線具有戰略意義。
作為一種半導體材料，砷化鎵廣泛應用于手機的高頻技術、太空太陽能電池技術、紅外遙控器以及玻纖光纜中電信號轉換成光的技術。該項研究結果由KIT的Philipp Schroth小組和Siegen大學研究人員共同發表于《Nano Letters》雜志。
圖為DESY NanoLab記錄的硅晶片上的納米線
研究人員采用自催化氣液固工藝–或稱VLS工藝生產砷化鎵納米線。將微小的砷化鎵液滴沉積在溫度為600℃的硅晶體上。隨后分子溶解在鎵液滴中，鎵原子和砷分子束在晶片中被引導取向。在液滴的催化作用下，經過特定的時間間隔，納米線開始在液滴下縱向生長。
來自卡爾斯魯厄理工學院的該研究的合著作者Ludwig Feigl表示：“這個過程已經非常成熟，但目前還不能精確控制它的增長。想要實現對其的精確控制，首先要了解增長的細節。”
為了進行調查，研究人員使用了由美國聯邦教育部和研究部門（BMBF）資助的一個便攜式腔室，它是由KIT 光子科學和同步加速器輻射（IPS）開發的。科學家將該觀察室安置在德國電子同步加速器（DESY）的研究光源PETRA III中，每分鐘拍攝X射線圖片以確定納米線的直徑和結構，最后用電子顯微鏡評估完全生長的納米線。
我們發現納米線的增長不僅是受到VLS過程控制，而且受到首次被觀察到和量化的第二組件的影響。這種所謂的側壁生長使得導線獲得了寬度。
在導線生長的過程中，由于連續的鎵氣相沉積，導致鎵液滴的尺寸不斷增大，這具有大范圍的影響。
Feigl說道：“隨著液滴尺寸的改變，液滴與導線表面之間的接觸角也改變。在某些情況下，這會導致納米線突然開始以另一種晶體結構增長。”
這種轉變對于各種應用具有重要意義，因為納米線的形狀和結構對合成材料的特性有很大的影響。
文章來自azonano網站
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