Micrographie électronique - Une micrographie électronique du réseau de nanofils de type double.
Des chercheurs de l'Université Aalto ont développé une nouvelle méthode pour mettre en œuvre différents types de nanofils côte à côte dans un seul réseau sur un seul substrat. La nouvelle technique permet d'utiliser différents matériaux semi-conducteurs pour les différents types de nanofils.
«Nous avons réussi à combiner des nanofils développés par les techniques VLS (vapeur-liquide-solide) et SAE (épitaxie sélective par zone) sur la même plate-forme. La différence par rapport aux études menées précédemment sur le même sujet est que dans le réseau de type dual les différents matériaux ne poussent pas dans le même nanofil, mais plutôt comme des fils séparés sur le même substrat', dit le docteur Teppo Huhtio.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans le Lettres nano journal le 5 février 2015.
Plusieurs applications
Le nouveau processus de fabrication comporte de nombreuses phases. D'abord, des nanoparticules d'or sont étalées sur un substrat. Prochain, le substrat est revêtu d'oxyde de silicium, dans lesquels de petits trous sont ensuite modelés par lithographie par faisceau d'électrons. Dans la première étape de la croissance, (SAE), les nanofils se développent à partir de l'endroit où se trouvent les trous, après quoi l'oxyde de silicium est éliminé. Dans la deuxième phase, différents types de nanofils sont cultivés à l'aide des nanoparticules d'or (VLS). Les chercheurs ont utilisé un réacteur d'épitaxie en phase vapeur organométallique dans lequel les matières premières se décomposent à haute température, former des composés semi-conducteurs sur le substrat.
« De cette façon, nous avons réussi à combiner deux méthodes de croissance dans le même processus », déclare la doctorante Joona-Pekko Kakko.
«Nous avons remarqué dans les mesures de réflexion optique que la lumière se couple mieux à ce type de structure combinée. Par exemple, une cellule solaire a moins de réflexion et une meilleure absorption de la lumière', Huhtio ajoute.
En plus des cellules solaires et des LED, les chercheurs voient également de bonnes applications dans les générateurs thermoélectriques. Le traitement ultérieur des demandes de composants a déjà commencé.
Les nanofils font l'objet de recherches intensives, parce que les composants semi-conducteurs actuellement utilisés doivent être plus petits et plus rentables. Les nanofils fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs ont généralement une longueur de 1 à 10 micromètres, avec des diamètres de 5 à 100 nanomètres.
La recherche a été menée à l'École de génie électrique de l'Université Aalto. La recherche a reçu un financement du programme de recherche sur l'efficacité énergétique Aalto de l'Université Aalto AEF.
Nanowirestructure - Initialement, le substrat est préparé en déposant des nanoparticules d'Au dessus et en le recouvrant d'un oxyde à motifs de trous. Les premiers nanofils se développent à partir de ces trous et après l'élimination de l'oxyde, l'autre type de nanofils est développé via les nanoparticules déposées. Le réseau de type double résultant est présenté sur la micrographie électronique à droite.
