С тех пор как в 1991 году были открыты углеродные нанотрубки, появился большой интерес к трубчатым структурам вследствие их уникальных свойств и разнообразных потенциальных применений. Существует много различных методов получения нанотрубок, таких как лазерная абляция, синтезы в растворах, а также химическое осаждение из газовой фазы. Темплатные методы позволяют синтезировать упорядоченные структуры нанотрубок, однако минусом подобных синтезов является то, что полностью удалить темплат, не повредив образца, бывает невозможно, поэтому материал всегда содержит примеси.
Ученые Шанхайского университета предложили простой химический метод синтеза разнообразных высокоупорядоченных массивов нанотрубок оксида индия. Процесс состоял из двух стадий. На первой стадии с помощью электрохимической анодизации в растворе соляной кислоты синтезировался нанопористый фосфид индия InP. Вторая стадия представляет собой химическое осаждение из газовой фазы нанотрубок оксида индия. InP в смеси с индием загружался в керамическую лодочку и помещался в трубчатую печь, в которой отжигался при различных температурах в атмосфере кислорода и аргона. Данный метод имеет ряд преимуществ, например, зависящий от субстрата эпитаксиальный рост и самоорганизация, относительно низкая температура проведения синтеза и отсутствие катализатора.
Под действием температуры пористый фосфид индия разлагается и расплавленный индий на поверхности субстрата самоорганизуется в большие кольца, которые, реагируя с кислородом, образуют зачатки нанотрубок оксида индия. Разлагающийся под ними субстрат выступает в качестве источника индия для роста трубок.
В зависимости от условий отжига (температуры и продолжительности) и структуры фосфидного субстрата, получаемого на первой стадии, формировались различные типы наноструктур: хорошо упорядоченные параллельные массивы нанотрубок, квадратные нанотрубки и цветкообразные структуры, представляющие собой плотноупакованные концентрические нанотрубки.
Для получения массива нанотрубок, отжиг начинался в вакууме, чтобы индий успел организоваться в кольца до того, как начнет образовываться оксид. Со временем длина трубок растет, мешая образованию новых зародышей внутри растущих трубок, не давая кислороду и индию внутри прореагировать. Квадратные нанотрубки, напротив, синтезировались при постоянной подаче кислорода. Цветкообразные структуры, синтезировались с дополнительным добавлением индия, а также при повышенной температуре.
. А вообще - небезынтересно.