В настоящее время полупроводниковые нанопроволоки вызывают повышенный интерес, прежде всего, благодаря своим электронным и оптическим свойствам. Однако нанопроволоки могут также обладать отличными механическими характеристиками и применяться, например, в качестве механических резонаторов, которые способны чувствовать объекты с массой до 10-21 грамм.
В настоящее время большинство микро- и наноэлектромеханических систем производятся по технологии сверху-вниз, как правило, методами литографии электронным или ионным пучком. Качество механических резонаторов, полученных таким образом, заметно ниже, чем ожидается, вследствие неточностей изготовления и различных структурных дефектов.
Исследователи из Yale University (США) изготовили резонаторы из массивов нанопроводов GaN. Сначала на сапфировой подложке методом
MOCVD выращивается слой GaN или AlN, который покрывается 100 нм слоем SiO2 при помощи
PECVD. В слое SiO
2 фотолитографически проделываются отверстия, через которые наращиваются крупные островки GaN в виде ограненных кристаллов. На грани был нанесен слой никеля, выполняющего роль катализатора для дальнейшего CVD роста нанопроволок GaN. Грани островков оказались ориентированы таким образом, что нанопроволоки выросли горизонтально и соединили островки между собой. Толщина нанопроволок при температуре синтеза 850 °С составила 25-65 нм, а длина – несколько микрон.
Было показано, что полученные структуры могут выступать в роли механических резонаторов, добротность которых составляет 400–1000. Модуль упругости массива нанопроволок составляет примерно 340 ГПа.
Работа
«Directed Growth of Horizontally Aligned Gallium Nitride Nanowires for Nanoelectromechanical Resonator Arrays» опубликована в
Nano Letters.
