Платиновые наноструктуры являются важными компонентами для наноэлектроники будущего благодаря ряду важных качеств: высокой химической инертности, устойчивости к окислению и высокой теплопроводности. В силу этого много внимания уделяется изучению пленок из платины, используемых в качестве электрических контактов в полупроводниковых устройствах, а также в качестве защитных покрытий для различных специальных инструментов и каталитических агентов в химических процессах. Так как, в связи с тенденцией к уменьшению электронных устройств, наноструктурные материалы на основе платины будут востребованы уже в ближайшем будущем, возникает вопрос о создании подходящих экпериментальных методов для получения платиновых наноструктур с требуемыми свойствами.
Недавно был предложен способ получения платиновых "наноколонн" методом MOCVD (metal-organic chemical vapor deposition). При этом использовались различные подложки (стекло, Hastelloy C276 (никелевый сплав) и SrTiO3 [100]), а в качестве прекурсора был взят ацетилацетонат платины.
В первом эксперименте в качестве подложки использовали стекло, химическое осаждение из газовой фазы проводили при различных температурах (от 220 до 550°С). На рисунке 1 показаны платиновые наноколонны, полученные при температурах от 250 до 400, выросшие в ориентации <100>. В случае осаждения при температуре выше 400°С образования наноколонн не было обнаружено. Вместо них образовывались "зернышки" шириной 200 нм (рисунок 2). На рисунке 3 показан профиль наноструктур, где четко видны практически вертикальные наноколонны, диаметры и длины которых составляли 40-80 нм и 1.8-2 мкм соответственно в зависимости от времени осаждения. Средний размер увеличивается со временем осаждения до 100-150 нм в ширину и 8 мкм в длину (при трехчасовом напылении). На рисунке 4 показана пирамидальная форма конца колонны. При этом подложка «зарастала» непрерывно (рисунок 5) – это означает, что такой метод является подходящим для роста наноструктурных массивов на больших площадях.
С помощью проводящего атомно-силового микроскопа исходя из электрического отклика была доказала высокая электропроводность индивидуальной колонны. Исследования влияния условий осаждения и зависимости роста от выбора подложки также были тщательно изучены. Оказалось, что изменение температуры сублимации прекурсора приводит к изменению размеров наноколонн, но не влияет на текстуру и морфологию поверхности. Также было показано, что парциальное давление кислорода не меняет скорость осаждения – длина платиновых наноколонн не изменялась при варьировании P(O2) от 1 до 8.8 Торр. Однако оно играет решающую роль при росте в ориентации [100]. При использовании подложек Hastelloy C276 ориентация [100] сохранялась; при осаждении на подложки SrTiO3[100] в интервале температур 250-400°С полученные образцы имели такую же текстуру и морфологию поверхности, как и в случае подложек из стекла. Выше 400°С платиновые наноструктуры представляли собой поликристаллы и не обладали морфологией колонн (рисунок 6).
Таким образом, был разработан простой, низкотемпературный синтез (MOCVD) платиновых наноколонн, который может быть применен при создании упорядоченных одномерных наноструктур на больших площадях, что дает хорошие перспективы для их массового производства.
