Nanotellerin çevremizdeki teknolojide devrim yaratabilecek bir potansiyeli vardır. Çapında sadece 5-100 nanometre ölçmek (bir nanometre bir milimetrenin milyonda biri) bu küçük iğne şeklindeki kristal yapılar, elektrik veya ışığın içinden geçme şeklini değiştirebilir.
Işığı yayabilir, konsantre edebilir ve emebilirler ve bu nedenle elektronik çiplere optik işlevler eklemek için kullanılabilirler. Örneğin, doğrudan silikon çiplerde lazer üretmeyi ve kodlama amacıyla tek foton yayıcıları entegre etmeyi mümkün kılabilirler. Güneş ışığının elektrik enerjisine nasıl dönüştürüleceğini iyileştirmek için güneş panellerinde bile uygulanabilirler.
Şimdiye kadar, silikon yarı iletkenlerde büyüyen nanotellerin işlemlerini çoğaltmak imkansızdı ve belirli pozisyonlarda art arda homojen nanotelleri üretmenin yolu yoktu. Ancak, EPFL’nin Anna Fontcuberta i Morral tarafından yönetilen Yarı İletken Materyalleri Laboratuvarı’ndan araştırmacılar, MIT ve IOFFE Enstitüsünden meslektaşları ile birlikte; çok kontrollü ve tamamen tekrarlanabilir bir şekilde nanotel ağlarını büyütmenin bir yolunu buldular. Kilit nokta, şu anda kabul edilmiş teorilere aykırı olan nanotel büyümesinin başlangıcında ne olduğunu anlamaktı. Çalışmaları Nature Communications’da yayınlandı.
Fontcuberta i Morral: “Bu keşiflerin bir dizi nanoteli gerçekçi bir şekilde silikon yüzeylere entegre etmeyi mümkün kılacağını düşünüyoruz. Şimdiye kadar bu nanotellerin ayrı ayrı yetiştirilmesi gerekiyordu ve süreç yeniden üretilemedi.”
Doğru Oranı Elde Etmek
Nanotellerin üretilmesi için standart işlem silikon monoksitte küçük delikler açmak ve bunları nanodrop sıvı galyumla doldurmaktır. Ardından bu madde arsenik ile temas ettiğinde katılaşır. Ancak bu işlemle, madde nano deliklerin köşelerinde sertleşme eğilimindedir; Bu, nanotellerin büyüyeceği açının tahmin edilemeyeceği anlamına gelir. Araştırma, homojen nanotelleri üretmenin ve konumlarını kontrol etmenin bir yolunu arıyordu.
Üretim sürecini kontrol etmeye yönelik araştırmalar, deliğin çapına odaklanma eğilimindeydi, ancak bu yaklaşım işe yaramadı. EPFL araştırmacıları ise, deliğin çap-yükseklik oranını değiştirerek, nanotellerin büyümesini mükemmel bir şekilde kontrol edebildiklerini gösterdi. Doğru oranda, madde; nanotellerin dik olmayan bir açıda büyümesini önleyen deliğin kenarındaki bir halkada katılaşacaktır. Ayrıca araştırmacıların süreci her tür nanotel için çalışması gerekir.
Fontcuberta i Morral: “Bitki yetiştirmek gibi bir şey… Suya ve güneş ışığına ihtiyaçları var, ancak miktarları doğru olmalıdır.”
Bu yeni üretim tekniği nanotel araştırmaları için oldukça önemlidir ve yakında daha fazla numune geliştirilmelidir.
