Gold-Moleküle machen wie eine Schneefräse, nanoskaligen Wege zu schnitzen

Diese schnurgeraden Gräben gegraben durch Moleküle des Goldes. Unter genau den richtigen Bedingungen wird Gold wie eine Mini-Schneefräse wirken. Es wird Hebeln Moleküle aus einem Material, das Geröll Weg zu pusten und dann auf den nächsten Zug. Eines Tages können wir verwenden, um die gesamte Labor auf einem Chip zu machen.

Wissenschaftler am National Institute of Standards und Technologie (NIST) und IBM wurden versucht, Gold-Legierung Nanodrähte durch Festlegung von gold Partikel auf Indium Phosphid. Aber Wasser immer in ihrem Experiment, und verhindert die Bildung von sehr Nanodrähte sie versuchten so hart zu konstruieren. Ein genauerer Blick unter dem Rasterelektronenmikroskop zeigte lange regelmäßige Rillen in das Indium-Phosphat. Wie konnte das passieren? Die Forscher fanden heraus, dass die gold-Moleküle sich die Rillen Graben wurden – ein Prozess beschrieben, in einem Papier veröffentlicht heute in Nano Letters.

Der Prozess beginnt, wenn das Gold und Indium Phosphid bilden eine Legierung. Nachdem es erhitzt wird, zerfällt die Goldlegierung in kleine Partikel. Wenn Wasser in das System eindringt, erstreckt sich die Legierung in einem dünnen Film von Wassermolekülen. Wasser-Moleküle, insbesondere den Sauerstoff, können mit Indium Phosphid interagieren. Dieser Prozess beginnt bei ca. 300 Grad Celsius, an welcher, die Stelle das Gold-Legierung Teilchen eine kleine Grube für sich selbst in das Indium Phosphid gräbt.

Wenn die Hitze 440 Grad trifft, die Grube ist nicht genug. Die oxidierte Phosphor und das Indium verdampfen und das große Goldlegierung Teilchen bewegt sich auf das nächste Teilchen von Indium Phosphid. Dies wiederum auch oxidiert wird und verdunstet.

Es gibt Grenzen für den Prozess. Wasser muss eingeführt werden, zum richtigen Zeitpunkt, nachdem das Material bereits erhitzt wurde. Nut-graben tritt nur auf, wenn das Teilchen unter 100 Nanometer ist. Dicker Partikel Graben langsamer als dünnere. Es gibt auch Beschichtungen, die das Forscherteam um zu verlangsamen oder stoppen das Wachstum anwenden können, wenn gewünscht.

Eines Tages, können Ingenieure Partikelgröße, Wasser Einleitung Zeit und Beschichtungen um präzise Muster auf Halbleitern zu ätzen. Die Wissenschaftler hoffen, dass dies eines Tages "multifunktionale Nanosysteme heterogene" beitragen könnte, das heißt, kleine Chips, die viele verschiedene Anwendungen haben. Wir können diese speziell entwickelten Chips verwenden, um mehrere Aspekte einer Blutprobe zu analysieren, scannen die DNA einer einzelnen Zelle für Problem-Sequenzen oder Vorhersagen Genexpression in Pflanzen.

[Quellen: Nano Letters, NIST-Pressemitteilung]

Bilder: NIST/Nikoobakht