Нанотехнологи уделяют массу внимания различным одномерным структурам. К настоящему времени получено множество различных нанопроводов, трубок и волокон, которые не перестают радовать ученых интересными эффектами и обладают огромным потенциалом для практического применения в наноэлектронике, фотонике и биотехнологиях.
Для создания нанопроводов широко используется метод пар-жидкость-кристалл (ПЖК). В нем для роста одномерных структур, как правило, требуется наличие катализаторов – наночастиц металлов, образующих легкоплавкие эвтектики. Эти частицы выступают в роли зародышей и обеспечивают рост кристаллов в одном направлении.
Исследователи из University of Wisconsin–Madison (США) показали, что причиной образования одномерных структур могут быть винтовые дислокации.
Ученые получали сульфид свинца методом химического осаждения из паровой фазы при 600°C из серы и хлорида свинца в токе аргона и водорода. Оказалось, что на подложке формируются структуры, видом напоминающие ёлки (рис. 1). Основное отличие от ранее наблюдавшихся разветвленных структур халькогенидов свинца (рис. 2) состоит в следующем: во-первых, ствол «ёлочек» закручивается по мере роста, а, во-вторых, ствол растет быстрее, чем ветви, что наводит на мысль о различии механизмов их роста.
Был высказано предположение, что рост ствола обусловлен наличием винтовой дислокации в центре ствола каждой ёлки – кристаллизация происходит на ступеньке, расположенной на вершине нанопровода (рис. 3), в то время как рост боковых граней подавлен вследствие малого пересыщения пара. Дифракционный контраст ПЭМ действительно выявил наличие дислокаций (рис. 4). Боковые ветки, в свою очередь, растут на боковых гранях, как и в обычных разветвленных структурах, по самокатализируемому механизму ПЖК. В них дислокации обнаружены не были.
Закручивание ствола обусловлено механическими напряжениями, которые возникают в стволе из-за наличия дислокаций. Это явление было предсказано в 50-х годах Джоном Эшелби, однако обнаружить его довольно непросто. Боковые ветви ёлок позволяют непосредственно визуализировать закручивание Эшелби и подтвердить правильность сделанных им полвека назад вычислений.
Таким образом, обнаруженный механизм открывает новые возможности создания наноструктур. Правда, сами исследователи отмечают, что пока непонятно, откуда именно берутся дислокации.
Работа «Dislocation-Driven Nanowire Growth and Eshelby Twist» (Supporting Information) опубликована в журнале Science.
Для создания нанопроводов широко используется метод пар-жидкость-кристалл (ПЖК). В нем для роста одномерных структур, как правило, требуется наличие катализаторов – наночастиц металлов, образующих легкоплавкие эвтектики. Эти частицы выступают в роли зародышей и обеспечивают рост кристаллов в одном направлении.
Исследователи из University of Wisconsin–Madison (США) показали, что причиной образования одномерных структур могут быть винтовые дислокации.
Ученые получали сульфид свинца методом химического осаждения из паровой фазы при 600°C из серы и хлорида свинца в токе аргона и водорода. Оказалось, что на подложке формируются структуры, видом напоминающие ёлки (рис. 1). Основное отличие от ранее наблюдавшихся разветвленных структур халькогенидов свинца (рис. 2) состоит в следующем: во-первых, ствол «ёлочек» закручивается по мере роста, а, во-вторых, ствол растет быстрее, чем ветви, что наводит на мысль о различии механизмов их роста.
Был высказано предположение, что рост ствола обусловлен наличием винтовой дислокации в центре ствола каждой ёлки – кристаллизация происходит на ступеньке, расположенной на вершине нанопровода (рис. 3), в то время как рост боковых граней подавлен вследствие малого пересыщения пара. Дифракционный контраст ПЭМ действительно выявил наличие дислокаций (рис. 4). Боковые ветки, в свою очередь, растут на боковых гранях, как и в обычных разветвленных структурах, по самокатализируемому механизму ПЖК. В них дислокации обнаружены не были.
Закручивание ствола обусловлено механическими напряжениями, которые возникают в стволе из-за наличия дислокаций. Это явление было предсказано в 50-х годах Джоном Эшелби, однако обнаружить его довольно непросто. Боковые ветви ёлок позволяют непосредственно визуализировать закручивание Эшелби и подтвердить правильность сделанных им полвека назад вычислений.
Таким образом, обнаруженный механизм открывает новые возможности создания наноструктур. Правда, сами исследователи отмечают, что пока непонятно, откуда именно берутся дислокации.
Работа «Dislocation-Driven Nanowire Growth and Eshelby Twist» (Supporting Information) опубликована в журнале Science.
,
