Reading time: 2 minutes
Author:
Een samenwerkingsverband van Nederlandse onderzoekers onder aanvoering van Philips Research heeft een betrekkelijk eenvoudige procedure ontwikkeld om een eenvormige slagorde van vrijwel identieke nanodraadjes te maken. Zij gebruikten nano-imprintlithografie om een regelmatig patroon van gouden katalysatordeeltjes aan te brengen op gallium- of indiumfosfidewafers, van waaraf ze vervolgens nanopilaartjes van dezelfde materialen lieten groeien uit gasvormige precursoren. De crux bleek een grondige wasbeurt voorafgaand aan deze groeifase.
Het was al mogelijk om nanodraadjes te kweken met gelijke lengte en dikte, maar om die onderling keurig te ordenen, bleek lastiger. Het probleem schuilt in een gelijkmatige verdeling van de katalyserende deeltjes op het substraat. Een van de betere oplossingen was om het patroon daarvoor met e-beamlithografie te definiëren. Die techniek is echter niet geschikt voor grote oppervlakken. Daarmee lijkt de mogelijkheid verkeken een productiewaardige technologie af te leveren.
De onderzoekers van Philips Research en collega‘s van Fom, innovatieprogramma M2I, de Radboud Universiteit Nijmegen en de TU Delft richtten daarom hun aandacht op nano-imprintlithografie, dat geen problemen heeft met grote oppervlakken. Deze techniek was al eerder gebruikt om patroontjes voor nanodraden aan te brengen, maar dat leverde nogal slordige resultaten op. Omdat achtergebleven organisch residu ook als groeikern kan dienen, schoten de minuscule pilaren ook op willekeurig verdeelde plekken op. Dat werd dus een rommeltje, zeker omdat er pilaren in allerlei soorten en maten groeiden.
Een grondige wasstap als oplossing heeft iets triviaals, maar omdat het resultaat zo mooi is, leverde het toch een publicatie op in Nature Nanotechnology. De procedure bestaat nu grofweg uit het aanbrengen van een gaatjespatroon door een stempel te drukken in hars, de stempel na uitharding te verwijderen, goud op te dampen, de hars weer te verwijderen, te wassen met een agressief zuur en ten slotte even af te bakken. Daarmee zijn gouden eilandjes van circa honderd nanometer in diameter aangebracht op een onderlinge afstand van 0,5 tot 1 micrometer. Met de dampdepositietechniek metal-organic vapour-phase epitaxy werd vervolgens een vachtje van nanodraden gegroeid.
De regelmatigheid is een pre voor nanotechnologische toepassingen. De onderzoekers denken met name in de optische hoek, bijvoorbeeld nano-led-lampen, antireflectieve coatingen of een lichtopbrengstverhogende laag voor zonnecellen.
