卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员近期成功地观察到超微砷化镓导线的生长。他们的研究成果除了提供对砷化镓增长的深入了解之外，还对砷化镓以后在特定应用中生产具有独特性能的纳米线具有战略意义。
作为一种半导体材料，砷化镓广泛应用于手机的高频技术、太空太阳能电池技术、红外遥控器以及玻纤光缆中电信号转换成光的技术。该项研究结果由KIT的Philipp Schroth小组和Siegen大学研究人员共同发表于《Nano Letters》杂志。
图为DESY NanoLab记录的硅晶片上的纳米线
研究人员采用自催化气液固工艺–或称VLS工艺生产砷化镓纳米线。将微小的砷化镓液滴沉积在温度为600℃的硅晶体上。随后分子溶解在镓液滴中，镓原子和砷分子束在晶片中被引导取向。在液滴的催化作用下，经过特定的时间间隔，纳米线开始在液滴下纵向生长。
来自卡尔斯鲁厄理工学院的该研究的合著作者Ludwig Feigl表示：“这个过程已经非常成熟，但目前还不能精确控制它的增长。想要实现对其的精确控制，首先要了解增长的细节。”
为了进行调查，研究人员使用了由美国联邦教育部和研究部门（BMBF）资助的一个便携式腔室，它是由KIT 光子科学和同步加速器辐射（IPS）开发的。科学家将该观察室安置在德国电子同步加速器（DESY）的研究光源PETRA III中，每分钟拍摄X射线图片以确定纳米线的直径和结构，最后用电子显微镜评估完全生长的纳米线。
我们发现纳米线的增长不仅是受到VLS过程控制，而且受到首次被观察到和量化的第二组件的影响。这种所谓的侧壁生长使得导线获得了宽度。
在导线生长的过程中，由于连续的镓气相沉积，导致镓液滴的尺寸不断增大，这具有大范围的影响。
Feigl说道：“随着液滴尺寸的改变，液滴与导线表面之间的接触角也改变。在某些情况下，这会导致纳米线突然开始以另一种晶体结构增长。”
这种转变对于各种应用具有重要意义，因为纳米线的形状和结构对合成材料的特性有很大的影响。
文章来自azonano网站
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