موفقیت محققان کشور در تولید نانوسیم با کیفیت نوری بالا

سختی اتصالات یکی از مشکلات استفاده از نانو سیم‌ها و قرار دادن آنها در مدارهای الکترونیکی به شمار می‌رود. لذا اگر بتوان در حین رشد نانوسیم یک الکترود بر روی آن ایجاد کرد، آنگاه می‌توان به راحتی این نانو سیم‌ها را در مدار الکترونیکی قرار داده و از کابردهای آن بهره برد.

از شیوه‌های متداول برای رشد نانوسیم‌هایی با قطر یکنواخت که در فرآیند انتقال بخارات اشباع رشد می‌کنند، می‌توان به روش بخار-مایع-جامد (VLS) اشاره کرد. در چنین روشی از یک کاتالیزر فلزی مانند طلا یا نقره برای کنترل قطر نانوسیم در حین رشد استفاده می‌شود. اما باید توجه داشت که این کاتالیزورهای فلزی خود نوعی ناخالصی به حساب آمده و خواص نانوسیم تولید شده را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهند. به عنوان مثال در اثر استفاده از این فلزها کاهش قابل ملاحضه‌ای در کیفیت نوری نانوسیم پدید می‌آید.

در تحقیقاتی اخیر پژوهشگران دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان با استفاده از اکسید ایندیم که یک نیمه‌رسانا با چگالی حامل‌های نوع n بالا است، به تولید الکترود رشد یافته به همراه نانو سیم‌های اکسید روی پرداختند. نوآوری این طرح استفاده از ایندیم به عنوان جایگزین مناسب برای کاتالیزرهای فلزی متداول بود.

برای این منظور نانو سیم‌ها در یک کوره افقی تحت فرآیند CVD رشد یافتند به این ترتیب که از ترکیب پودر اکسیدروی و اکسید ایندیم به عنوان ماده منبع در مرکز کوره استفاده شد که پس از تبخیر به سمت زیر لایه سیلیکونی که در قسمت خنک‌تری از کوره قرار داشت منتقل شد.

در ادامه پس از سرد شدن بر روی زیر لایه سیلیکونی، شروع به بارش کرده و باعث رشد نانو سیم‌ها شدند. با توجه به پایین‌تر بودن دمای نقطه ذوب اکسید ایندیم نسبت به اکسید روی، جزایر اکسید ایندیم ابتدا بر روی زیر لایه سیلیکونی رشد کرده‌اند که به عنوان مراکز جذب بخار اکسید روی عمل کرده و بخارهای اکسید روی با اشباع شدن در این جزایر به شکل سیم رشد یافته و نانو ذرات اکسید ایندیم در نوک آن‌ها به عنوان الکترود قرار گرفته‌اند.

نانو سیم‌های رشد یافته با وجود الکترود اکسید اینیدیمی، نه تنها کیفیت نوری خود را از دست ندادند، بلکه نسبت به نانو سیم‌های بدون الکترود دارای کیفیت بالاتری بودند. سلیمان موفق به تولید نانوسیم اکسید روی به عنوان نانو ساختاری همراه با الکترود و با کیفیت نوری بالا شدند که در صنایع الکترونیک نوری دارای کاربرد گسترده‌ای است.