روشهای ساخت،خواص انتقالی نانوسیم ها(3)

ادامه روش سنتز به کمک قالب

قالبهای متخلخل را می توان به وسیله ایجاد شکاف در ذرات شیمیایی، ناشی از بمباران یونی نیز بوجود آورد. حفرات ایجاد شده بدین طریق، به صورت تصادفی و با پرکننده هایی با دانسیته  2- cm 7 10 تا2 - cm 9 10 توزیع می شوند که از دانسیته مشابه در روش آلومینای آندی، کوچکتر می باشند. در روش مذکور اگر کنترل اعمال گردد، قطر حفره ها می تواند از چند صد نانومتر تا حدود 5 نانومتر تغییر نماید. معمولاً غشاهای پلی کربنات(که بیشتر در دسترس هستند) در اندازه های مختلف ، به صورت گسترده ای در سنتز نانوسیم ها به کمک قالب مورد استفاده قرار می گیرند.

اخیراً فیلمهای تک کریستالی میکا نیز جهت ساخت حفرات بکار گرفته می شوند. غشاهای پلیمری دارای معایبی می باشند از جمله اینکه نسبتاً نرم هستند که این باعث عدم تبیین آسان مورفولوژی حفره ها و ناهموار گشتن سطوح داخلی حفرات می گردد. همچنین غشاهای پلیمری در مقایسه با فیلم میکا از نظر گستره دمایی مورد استفاده در حین کار و خواص دارای محدودیت می باشند چرا که فیلمهای میکا در دماهای بالای K 770 نیز از پایداری شیمیایی برخوردارند. شکل 3 تصاویر SEM حاصل از غشاهای پلی کربنات و فیلمهای میکا را نشان می دهد. حفرات ایجاد شده در غشاهای پلیمری تا حدودی استوانه ای هستند. به دلیل نرخ نامنظم رشد شکافها، سطح مقطع حفرات در فیلمهای میکا دارای نمایی الماس گونه می باشند.

همچنین استفاده از نانوکانالهای شیشه ای (NCG) جهت سنتز نانوسیم ها به کمک قالب پیشنهاد شده است. این نانوکانالها شامل آرایه های هگزاگونال منظم شبیه آنچه که در آلومینای آندی بدان اشاره شده می باشند که به وسیله مرتب سازی دو شیشه غیریکسان در یک ترکیب معین بدست می آیند.

شکلa) 4 ) نقش میله های استوانه ای شکل شیشه ای درون یک اسید را به عنوان هسته هایی درون یک ماتریس هگزاگونال پر شده که به صورت لوله های شیشه ای می باشند، نشان می دهد. کاهش سطح مقطع این آرایه ها از طریق خودآرائی هسته – لوله که در دماهای بالا صورت می¬گیرد امکان پذیر می باشد. با تکرار این فرآیند قطر کانال به ابعادی در حدود nm 33 خواهد رسید که دانسیته پر کننده های آن برابر 10 10× 3 حفره در هر 2 cm است. نهایتاً این هسته های شیشه ای میله مانند از اسید جدا گشته و به شکل حفره های استوانه ای درمی آیند. شکل 4 (b)تصاویر NCG را که در یک محفظه هگزاگونال به شکل کانالهایی با قطر nm 33 مرتب شده اند، نشان می دهد.

ممکن است از مواد متخلخل دیگری در ساخت نانوسیم استفاده شود. غربالهای مولکولی متخلخل با نام  MCM-41 دارای حفره های منظم هگزاگونال با قطر کانالهای بسیار کوچک می باشند که بین 2 تا 10 نانومتر متغیر بوده و جهت ساخت قالبهای فوق مولکولی بر پایه سورفکتانت ها استفاده می شوند. مولکول سورفکتات شامل یک سر آبدوست با تمایل شدید به آب و یک دم آب گریز می باشد. در حضور آب، انواع سورفکتانت دستخوش تراکم خود به خودی شده و به صورت ساختارهایی متشکل از مولکولهای به هم پیوسته micellar در می آیند. در حالیکه سرآبدوست micellar به طرف خارج و در تماس با آب قرار دارد، دم آب گریز در هسته micellar جای دارد تا تماس با آب را به حداقل برساند سپس هسته سیلیکاتی بعد از آنکه روی آرایه های مرتب شده micellar رسوب می کند. در حضور تعداد کافی از micellar به منظور تشکیل یک ساختار بزرگ آلی – غیرآلی، اقدام به خودآرائی می نماید. پس از آن می توان سورفکتانت های آلی را جهت بدست آوردن حفره های استوانه ای شکل هگزاگونال به وسیله تصفیه حرارتی از ساختار مذکور جدا نمود. اخیراً از مولکول DNA به عنوان قالب جهت رشد نانوسیم ها استفاده می شود.

در روش سنتز نانوسیم ها به کمک قالب حفرات موجود در قالب به وسیله مواد مشخصی به چندین روش پر می شود. روشهای تزریق تحت فشار ،رسوب الکتروشیمیایی و رسوب بخار در بخشهای بعدی این مقاله مورد بررسی قرار گرفته اند.

ادامه دارد...

نویسنده: حامد امینی