De nieuwe vondst komt voort uit een samenwerking van het Institute for Molecules and Materials (IMM) van de Radboud Universiteit Nijmegen, Philips Research Eindhoven, TU Delft, Amolf en het Materials innovation institute (M2i)
Rienk Algra, chemicus aan de Radboud Universiteit Nijmegen, laat nanodraden groeien door materiaal (in dit geval: indiumfosfide) vanuit de gasfase via een vloeibaar gouddruppeltje te laten kristalliseren. Eerder liet hij in Nature zien dat de maat van de drupjes de doorsnede van de nanodraadjes en de defecten erin nauwkeurig bepaalt. Het zoeken was nog naar een manier om die gouddrupjes keurig in het gelid te krijgen. Dat is nog niet zo eenvoudig.
Dit gebeurt als je gouddrupjes maakt door een dun goudfilmpje op de groeibodem te verwarmen. Er ontstaan dan druppeltjes van verschillend formaat. Dat levert nanodraden op met verschillende diameters. Ook de positie is willekeurig.
20 nanometer | 50 nanometer |
Dit is het resultaat door gebruik te maken van goudcolloïden – een oplossing van gouddeeltjes van één bepaalde grootte. Aan de diametereis is voldaan (hier 20 en 50 nanometer), van orde is echter geen sprake.
Dat kan beter, bedachten ze bij Philips. Het bedrijf ontwikkelde een stempel die gemaakt wordt met behulp van hetzelfde e-beam proces. Hiermee kan nu het gewenste patroon op de groeibodem gestempeld worden. Rienk Algra: ‘Wij hebben de stempel al vele keren gebruikt, maar hij is niet versleten. Dit heeft als voordeel dat onze stempeltechniek hierdoor goedkoop wordt. De techniek heeft wel als nadeel dat er meer vervuiling op de plaat blijft zitten. En elk vuiltje leidt tot kristallisatie zoals je hierboven ziet. Wij hebben twee bewerkingsstappen bedacht – een extra nat-chemische etsstap en verhitting tot 700 graden – die het groeioppervlak perfectioneren. En dan krijg je prachtige regelmatige draadjes over een groot oppervlak.’
Fascinerend om te zien, maar… wat gaan we er mee doen? Algra heeft ideeën genoeg. ‘Kijk, hier hebben we kort een ander gas tijdens de groei gebruikt. Midden in het draadje zit een puntje van acht nanometer ander materiaal. Daar kun je optisch interessante nanodraden mee maken. Een andere mogelijkheid zijn nano-LEDjes. Waar we ook aan werken is een antireflectiecoating voor zonnecellen. Zo voorkom je dat er licht wegkaatst dat je liever in elektriciteit omzet. Een vachtje van nanodraden kan helpen meer licht naar de zonnecel te leiden. Voor al deze applicaties is controle van de diameter en positie erg belangrijk en kan onze stempeltechniek ons helpen.’
‘Generic nano-imprint process for fabrication of nanowire arrays’
Nanotechnology (print februari 2010, online 8-1)
Aurélie Pierret1, Moïra Hocevar1,2, Silke L Diedenhofen3,Rienk E Algra1,4,5, E Vlieg5, Eugene C Timmering1,Marc A Verschuuren1, GeorgeW G Immink1,Marcel A Verheijen1, and Erik P A M Bakkers1
1 Philips Research Laboratories Eindhoven; 2 TU Delft; 3 FOM; 4 Materials Innovation Institute (M2i), Delft; 5 IMM Radboud Universiteit Nijmegen.
De Pi-Pop is een e-bike zonder de gewone energiecellen. Hij werkt op kracht zonder lithium-ion,…
Straling vanuit de ruimte is een uitdaging voor kwantumcomputers, omdat hun rekentijd beperkt wordt door…
Na meer dan 40 jaar voor KSB te hebben gewerkt, gaat directeur Nico Gitz binnenkort…
3T Electronics & Embedded Systems, onderdeel van de Kendrion Group, heeft een nieuwe locatie in…
Een nieuw huisbeveiligingssysteem schiet indringers de tuin uit met paintballs of traangas. Het is te…
Om ervoor te zorgen dat er steeds meer hernieuwbare waterstof wordt geproduceerd in Nederland en…